基于PLC的高层建筑给水控制系统设计

西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书专业班级：学生姓名：指导教师（签名）：一、课程设计（论文）题目基于PLC的高层建筑给水控制系统设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的本课程的课程设计实际是建筑电气与智能化专业学生学习完《建筑设备自动化系统》、《电器控制及PLC应用》等课程后，进行的一次全面的综合训练，其主要目的是：1．进一步巩固理论知识，加深学生对建筑设备自动化控制技术理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力；2．PLC可编程序控制器广泛地应用于建筑设备的自动控制领域,使得建筑设备自动化程度和生产效率得到极大的提高，通过PLC应用系统的设计，提高学生对实际问题的分析和解决能力；3．培养学生根据系统要求,编制相应的控制程序,再在设备上进行调试和检验的能力,由于整个过程相当于在工程现场完成一个小型的工程项目,这对于加深理解建筑设备自动化控制技术的理论,熟练掌握可编程序控制器的使用和操作方法,加快学习梯形图语言的速度,以及建立建筑设备自动化控制系统概念、积累工程现场经验、培养动手能力等方面都有较大的帮助；4．培养查阅图书资料、工具书的能力，培养分析问题、解决问题的独立工作能力，学会实验数据的分析与处理、编写设计说明书和技术总结报告。三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）1．掌握高层建筑给水系统的运行原理。根据高层建筑给水系统实际运行的要求，制定合理的监控方案。2.掌握PLC工作原理、编程、调试方法及PLC控制系统的设计方法以及在生产设备中的应用技术。3．正确确定I/O点数，合理选用PLC控制器,编写梯形图程序。4.绘制有关图纸：高层建筑给水系统的监控原理图5.用组态王设计上位机监控界面，并与plc通讯。6.掌握建立计算机控制技术系统的方法，按系统要求组成系统，进行调试以满足给定要求或模拟运行。7.书写课程设计论文一份（3000－5000字），绘制系统结构图，提供程序梯形图。具体要求如下针对给定的控制对象（见附图低区和高区水泵均为恒速泵），制定其监控原理，正确确定I/O点数，合理选用PLC控制器,编写梯形图程序。按照高层建筑给水系统实际的运行要求，对其进行控制，对监控点进行数据采集。利用组态软件设计上位机监控界面，并与plc通讯，对其进行控制。四、应收集的资料及主要参考文献：1．《电气控制与PLC应用》，何波，中国电力出版社2．《微型计算机控制技术》，潘新民，王燕芳，高等教育出版社3．《建筑设备自动化系统》，王可崇，人民交通出版社4．《建筑电气控制技术》，马小军，机械工业出版社5．《电气工程师设计手册》五、审核批准意见教研室主任（签字）某高层建筑给水系统结构图高位报警低位报警消火栓泵停泵水位水池至低区用户高区水泵至高区用户低区水泵基于PLC的高层建筑给水控制系统设计班级：智能0901姓名：李兵指导老师：闫秀英摘要随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，城市中各类小区的建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求，小区的供水系统是其中的一个重要方面。本论文是针对供水要求设计的基于PLC的物业供水系统。本设计由PLC、四台水泵(两个恒速水泵给高区供水，两个恒速水泵给低区供水)、压力传感器等组成，系统工作时分手动操作和自动操作，自动操作时首先由传感器把信号传给PLC，再由PLC根据水压的高低信号分析控制四台水泵的工作状态；手动操作时，可以通过各个水泵的启动停止按钮独立的工作。本设计是基于PLC的物业供水系统，通过调试表明本系统能够满足设计要求并有很好的使用价值。关键词：高层供水，水池报警，水网供水目录摘要..............................................................................................................................11概述..........................................................................................................................31.1课题背景及意义...........................................................................................31.2PLC供水方面的发展...................................................................................32PLC设计..................................................................................................................52.1硬件设计.......................................................................................................52.1.1供水系统主电路设计........................................................................52.1.2系统的I/O点数确定........................................................................62.1.3供水系统的元件选择........................................................................82.2软件设计.......................................................................................................82.2.1系统流程图......................................................................................82.2.2程序梯形图......................................................................................102.2.3程序分析..........................................................................................162.3组态王工作原理.........................................................................................172.3.1组态王与PLC连接.........................................................................172.3.2变量定义...........................................................................................192.3.3构建组态画面...................................................................................202.3.4用户权限设置...................................................................................212.3.5设计成果..........................................................................................213结论........................................................................................................................23参考文献....................................................................................................................241概述1.1课题背景及意义我们都知道，水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在建设节约型时代特征的前提下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。高层供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到住户的正常工作和生活。本系统就是在这种背景下设计的。本设计是基于PLC的物业供水系统，具有以下特点：（1）：供水系统分高区和低区，每个区个两台泵，以下以低区供水为例。供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。（2）：系统分手动工作和自动工作两种状态，自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时关闭两台泵；当用水量曾多时，K2接通，此时压力正常，设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵投入运行，同时每个三十分钟换一次泵；当用水量继续增加，水压下降，K1接通时，此时两台水泵同时工作。；手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关）。（3）：并设有“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。各水泵工作时，均应有工作状态显示。1.2PLC供水方面的发展PLC在物业供水方面也得到了广泛的应用。传统的小区供水方式有恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水。这些传统的供水方式或多或少都存在各自的缺点和不足，比如：恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作、水塔高位水箱供水基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大、综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，在这种情况下人们想到了基于PLC的供水系统设计。目前国内外基于PLC的供水系统设计技术比较多，并且有些技术已经相当成熟，从简单的基于PLC的恒压供水系统设计到基于PLC的变频恒压供水系统设计，其中后者的变频技术是现在研究的核心，变频技术是在电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论发展的基础上发展起来的。本文的基于PLC的物业供水系统设计属于恒压供水，由于PLC的可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等特点，与传统的供水系统相比本系统有很大的实用价值。如图1-1所示：图1-1供水系统效果图2PLC设计本次设计基于西门子s7-200PLC。西门子公司具有品种非常丰富的PLC产品。S7系列是传统意义的PLC，S7-200属于小型PLC，在1998年升级为第二代产品，2004年升级为第三代产品，其特点如下[6]：(1)功能强大。S7-200有5种CPU模块，最多可扩展7个扩展模块，扩展到248点数字量I/O或38路模拟量I/O，最多有30多KB的程序存储空间和数据存储空间；(2