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　　南宫NG·28娱乐(中国)官方网站plc课程设计 -抽水泵的plc控制系统设计（图纸）抽水泵的设计方案1.1、设计任务说明本次设计是为说明PLC在工业自动化控制过程中的应用和地位。采用PLC进行监测和控制水泵来控制向水塔供水，满足用户的需要。设计要求：如液位传感器SQ4检测到地上蓄水池有水，并且SQ2检测到水塔未满水位时，抽水水泵电动机运行抽水至水塔。若SQ4检测蓄水池无关，电动机停止运行，同时指指示灯亮。若SQ3检测到水塔水位低于下限，水塔无水指示灯亮。若SQ2检测到水塔满水位，电动机停止工作。发生停电，恢复供电时，抽水泵自动控制系统能继续工作。图1-1抽水实物图设计任务：根据以上题意要求，试采用PLC进行控制，并设计控制程序，。若增加一台变频器，两台抽水泵电动机。试设计恒压变频供水PLC控制系统。要具有必要的电气保护和互锁关联1.2、设计方案PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。现用PLC进行抽水泵的设计，水池和水塔的各水位通过传感器的检测，用来向ＰＬＣ提供控制信号，接着由PLC进行控制；还有电动机的故障检测装置，用来切换电动机。水位控制SQ3SQ4蓄水池电动机SQ1SQ2抽水泵的PLC控制系统原理2.1、抽水泵的PLC控制系统框图从上面的设计要求和任务和PLC运行的工作环境分析,此抽水泵PLC控制系统可以分成由交流接触器和电动机构成的主电路，还有以PLC为核心的智能控制系统，以及为PLC提供电源的电源模块；再加上检测模块．图１.１抽水泵的PLC控制系统框图2.2、抽水泵PLC的控制原理从老师给我们的设计任务书中分析，本次课程设计要解决的几个问题有：（1）、水塔水位的检测。水塔水位的检测是本次本次课程设计硬件电路的关键，检测电路的准确和稳定是次控制系统的质量。水塔水位检测有三个位置：一、水塔底部水位监测点；二、水塔低水位检测点，它是启动供水电动机的触发信号；三、水塔的高水位检测，它是检测水塔里水是否已经装满，如若没有满，供水电以电动机为主的主电路以PLC为核心的智能控制为PLC提供电源模块各状态检测模块动机继续供水，如若满了，它是停止供水电动机的信号。（2）、水池水位的检测。它是检测水池是否有水，如果有水，当水塔缺水是允许电动机给水塔供水；如果水池无水则不允许电动机向水塔供水，并发出警报。（3）、整个电路的保护，每台电动机都有过载保护，和短路保护。PLC的选型及特点介绍3.1、PLC的选型3.1.1、PLC型号的选择国内外生产的可编程，都没有统一的产品型号ng28南宫娱乐官网，在设计之前要先了解选用的产品的型号说明、技术性能和规格标准，本设计中我们选择了比较熟悉的日本三菱公司FX2N系列的FX2N-48MR型号的产品。本设计我采用PLC的型号为日本三菱公司的FX系列FX2N-48MR，特点为编程步数为8000步，I/O总数为48，每条指令的执行时间为12s。输入点数为24个，对应的输入继电器地址编号为X000—X027，每八点为一组；输出点数为24个，对应的地址编号为Y000—Y027；辅助继电器为524点（M500—10523），主从[M800M899]，从主[M900M999]；状态继电器为500点（S0—S499），初始用S0—S9，返回原点用S10—S19；定时器为46点10μs（T200—T245）定时范围：0—327.67s；计数器为32位可逆，20点（C200—C219），计数范围：-+。FX系列PLC输入特性表如表3-1：项目DC输入AC输入品种FX0，FXON，FX2，FX2CFXON，FX2C（X10以内）FX2输入信号电压DC24V10%AC100V-120V10%50/60Hz输入信号电流7mA/DC24V5mA/DC24V6.2Ma/DC110V60Hz输入ON电流4.5mA以上3.5mA以上3.8m以上A输入OFF电流1.5mA以下1mA以下1.7mA以下输入响应时间约100ms但FX0的X0-X7，0-15ms约30ms不可高速输入输入信号形式无电压接点或NPN集电极开路输出晶体管AC电压3.1.2、三菱FX2N系列PLC的主要特点超小型可编程序与FX2系列相比，面积、容积小50%。高速大容量a.超高速程式处理：0.08μS/基本指令b.大容量存储器，内附8k步RAM（RUN过程中可更改程序）：最大可达16k。c.可选择性：可使用RAM（8k），EPROM（8k），EPROM（4k，8k，16k）或带实时时针的存储器卡盒。多种功能表3-2多种功能说明指令的种类指令数备注基本指令27继电器顺控、逻辑指令步进指令SFC程序用指令应用指令128种，2984丰富的软件表3-3软件说明辅助继电器3072状态继电器1000定时器256计数器（一般）（高速）235数据寄存器（通用）（变址用）235（可设定至7000点文件寄存器）16跳步指令中断指令128内附高速计数器，新增多种编程指令功能扩展FX2N-48MR可选择不同种类的通信或电位器模块扩展模块兼容FX2N可选用FX2N及FX0N的扩展模块及特殊扩展模块。3.2PLC内部模块介绍多品种PL在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300C产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。3.2.1、PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序，称ProgrammableController（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程的功能特点，可编程序定名为ProgrammableLogicController（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）PLC的定义是：可编程是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器ng28南宫娱乐官网，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期ng28南宫娱乐官网，是PLC 发展最快的时期，年增长 率一直保持为30~40%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运 算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过 程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。 PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能 力强、编程简单等特点。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的 地位，在可预见的将来，是无法取代的。 PLC 的构成从结构上分，PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式PLC 包括CPU 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC 包括CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组 合配置。 3.2.2、CPU的构成 CPU 是PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套PLC 至少有一个 CPU，它按PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据， 用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的 寄存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程 中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令， 经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控 制电路。 CPU 主要由运算器、、寄存器及实现它们之间联系的数据、 控制及状态总线构成，CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关 电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC 不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析CPU 的内部电路，但对各部分的 工作机制还是应有足够的理解。CPU 的控制CPU 工作，由它 读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算 器用于进行数字或逻辑运算，在指挥下工作。寄存器参与运算， 并存储运算的中间结果，它也是在指挥下工作。 CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数，它们决定着PLC 作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 3.2.3、I/O模块 PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出模块相反。I/O 分为开关量输入（DI），开关量输出 （DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 开关量是指只有开和关（或1 和0）两种状态的信号，模拟量是 指连续变化的量。常用的I/O 分类如下： 开关量：按电压水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔 离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型 （0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 除了上述通用IO 外，还有特殊 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按 点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少， 但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或 机架槽数限制。接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。 3.2.4、电源模块的选择 电源模块选择仅对于模块式结构的PLC 而言，对于整体式PLC 存在电源的选择。电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。电源模块的输出额定电流必须大于 CPU 模块、I／O 模块 和特殊模块等消耗电流的总和，同时还应考虑今后 模块的扩展等因素；电源输入电压一般根据现场的实际需要而定。 3.2.5、编程器的选择 对于小型控制系统或不需要在线编程的系统，一般选用价格便宜 的简易编程器。对于由中、高档PLC 构成的复杂系统或需要在线编程 的PLC 系统，可以选配功能强、编程方便的智能编程器，但智能编程 器价格较贵。如果有现成的个人计算机，也可以选用PLC 的编程软件， 在个人计算机上实现编程器的功能。

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