1、 成 績 評 定 表學生姓名劉彥輝班級學號1101012423專 業機械設計制造及其自動化課程設計題目污水處理控制系統設計評語組長簽字：成績日期 年 月 日課程設計任務書學 院機械工程學院專 業機械設計制造及其自動化學生姓名劉彥輝班級學號1101012423課程設計題目污水處理控制系統設計實踐教學要求與任務: 1.設計內容： 1）完成課程設計指導書所要求的控制循環。 2）按停止按鈕，完成當前循環后再停。3）要求同時控制三套子系統的運行。4）要求可以實現手動和自動控制。 2.設計要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖2）設計并調試plc控制梯形圖3）設計說明書工作計劃與進度安排:1）理解題目要求，

2、查閱資料，確定設計方案 1天2）plc梯形圖設計與調試 4天3）說明書撰寫 1天4）答辯 1天指導教師：陳白寧 任曉虹2013 年 月 日專業負責人：陳白寧 2013年 月 日學院教學副院長： 2013 年 月 日目錄前言41 課程設計的任務和要求51.1、 課程設計的任務 51.2、 課程設計的基本要求62 總體設計 102.1 plc選型102.2 plc端子接線 113 plc程序設計 133.1 設計思想 133.2 順序功能圖 143.3 plc梯形圖 154 程序調試說明23結束語 24參考文獻 25前言 隨著計算機控制技術的不斷發展，可編程控制器的應用已廣泛普及，成為自動化技術的

3、重要組成。可編程控制器最先出現在美國，1968年，美國的汽車制造公司通用汽車公司(gm)提出了研制一種新型控制器的要求，并從用戶角度提出新一代控制器應具備以下條件：編程簡單，維護方便，價格便宜等優點條件提出后，立即引起了開發熱潮。1969年，美國數字設備公司（dec）研制出了世界上第一臺可編程序控制器，并應用于通用汽車公司的生產線上。當時叫可編程邏輯控制器plc（programmable logic controller），目的是用來取代繼電器，以執行邏輯判斷、計時、計數等順序控制功能。緊接著，美國modicon公司也開發出同名的控制器。到70年代中期以后，特別是進入80年代以來，plc已廣泛

4、地使用16位甚至32位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規模甚至超大規模的集成電路，使plc在概念、設計、性能價格比以及應用方面都有了新的突破。這時的plc已不僅僅是邏輯判斷功能，還同時具有數據處理、pid調節和數據通信功能，稱之為可編程序控制器更為合適，簡稱為pc，但為了與個人計算機的簡稱pc相區別，一般仍將它簡稱為plc。它具有體積小，功能強，程序設計簡單，靈活通用，維護方便等一系列優點，特別是它的高可靠性更得到用戶的好評。因而 plc在機械，能源，化工，交通，電力等領域得到廣泛的應用，成為現代工業控制的三大支柱之一。1. 課程設計的任務和要求1.1課程設計的任

5、務 對plc有深刻地了解，能靈活地運用，掌握其主要的使用方法，設計一套完整的污水處理系統的設計方案，系統有三套子系統。每個子系統組成如圖所示。（1）濾水時，打開進水閥和出水閥，污水流經磁濾器中通電的電磁鐵，則污水中的氧化鐵雜質會附在磁鐵上，從水箱流出凈化水，實現濾水；（2）一段時間后，斷開電磁鐵，關閉進水閥和出水閥，打開排污閥和空氣壓縮閥，壓縮空氣將水箱的水打入磁濾器內，沖洗磁鐵，污水由排污管流入污水池，進行二次處理，實現反洗。(3)三套子系統同時工作。完成控制循環，整理出梯形圖，順序功能圖，io端子接線圖。外部接線圖，按停止按鈕，完成當前循環后再停。要求同時控制三套子系統的運行，要求可以實現

6、手動和自動控制。1.2課程設計的基本要求 系統由三臺磁濾器等組成，分為三套子系統。每個系統工作均相同。 污水凈化系統的控制過程：(1)初始放空：在系統通電初始時，所有的閘門均斷開，磁濾器也斷開。(2)凈化過程 按下啟動按鈕，凈化系統按以下規律循環工作。 通磁濾器電源2s，使磁濾器的磁性達到額定值。 2s后接通出水閥和進水閥，進行濾水工作40min 40min后斷開進水閥和出水閥。 5s后，斷開磁濾器電源。 2s后，進行反洗工藝，接通排污閥，空壓閥，將氧化鐵沖洗倒排污池。 1min斷開空壓閥，排污閥和響鈴，反洗結束。 5s后在進行濾洗工作，如此循環。 按下停止按鈕，執行完本次循環結束。污水凈化中

7、元件選擇:（1） plc主機及擴展模塊：選擇西門子s7-200cpu226acdcralay型plc；em2228繼電器輸出型擴展模塊。（2）啟動按鈕sb1：用于凈化系統的初始上電工作。 停止按鈕sb2：用于凈化系統的整個工作的全面結束。（3）磁濾器yv1、yv6、yv11：用于控制磁濾器的接通與否。（4）出水閥yv2、yv7、yv12：用于控制出水閥的接通與否。（5）進水閥yv3、yv8、yv13：用于控制進水閥的接通與否。（6）排污閥yv4、yv9、yv14：用于控制排污閥的接通與否。（7）空壓閥yv5、yv10、yv15：用于控制空壓閥的接通與否。（8）響鈴ha1、ha2、ha3：用于控

8、制反洗工作響鈴的接通與否。 圖1.1 濾水工藝流程圖污水凈化示意圖如圖1.2所示圖1.2 污水凈化示意圖2總體設計2.1 plc選型（1）plc概述plc（programmable logic controller）即可編程控制器，是當今基于計算機技術的常見工業控制裝置，主要應用于工業控制領域。plc內部配有編制程序的存儲器，用于存儲其內部指令、程序代碼及程序運行所需的各種數據，并以數字或模擬的方式與外部進行輸入和輸出，進而控制各種類型的執行裝置。plc及其有關的外圍設備是工業控制系統中的重要組成部分，尤其在底層控制中，plc一般都會是控制系統的核心。 （2）plc的特點 a.可靠性高，抗干擾

9、能力強工業生產一般是在惡劣環境中進行的高強度作業，這就要求其設備具有較高的可靠性和抗干擾能力。 b.豐富的io接口 在工業生產現場，存在各種不同的設備或變化的生產環境，為了在計算機中進行計算及采取控制措施，plc配備豐富的io模塊，以便能夠將現場的各種信號轉換成plc中可識別的信號。 c.編程簡單，易學易用 plc作為通用工業控制計算機，接口簡單易于配置，編程語言也易于工程技術人員所接受。 d.系統搭建容易，維護方便 plc用存儲邏輯代替接線邏輯即使用軟邏輯代替硬邏輯，這一方面增加了邏輯運算的靈活性，另一方面大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統結構更加簡易實用、系統搭建周期大為縮短。2.2

10、 plc端子接線圖2.1 io端子圖外部接線圖如下圖2.4所示圖2.2 外部接線圖3. plc程序設計3.1設計思想本次課程設計要求可以實現手動，自動。為了能完成這些動作，必須設計主程序，其中含有手動，自動控制，手動需要一個子程序。啟動時必須先讀主程序，然后調用子程序，加以實現。 手動控制時，在控制面板上有一些按鈕，它們都分別控制著各個步驟的啟動，每個步驟的停止可以由下一步的啟動來斷開電路。自動時：用i0.0來控制啟動，用i0.1控制停止，按下停止后系統在完成當前循環后停止。3.2 順序功能圖圖3.1 順序功能圖3.3 plc梯形圖 圖3.2 plc梯形圖4.程序調試說明首先在v4.0 ste

11、p 7 microwin sp6 里將事先設計好的程序寫入，然后再將程序導出，然后再在s7-200的仿真軟件里進行調試仿真。 在此次課程設計的調試階段，出現了一些問題，主要是在編寫程序時所用的線圈出現了重復線圈的問題，再把自動控制系統程序調試過后，進行了手動的程序編寫和調試，其中的子程序和主程序連接出現問題，加入響鈴的時候模塊不夠用了，其他基本沒問題。結束語 通過這次設計實踐，我學會了plc的基本編程方法，對plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我的工程素質，在沒有做實踐設計以前，我對知道的撐握都是思想上的，對一些細節不加重視，當我把自己想出來的程序用到plc中的時候，問題出現了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。通過解決一個個在調試中出現的問題，我對plc 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 在設計的過程中我還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是 每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學則殆。做事要學思結合。 最后誠摯的感謝我的指導老師，您的悉心的教導使我們得以一窺污水處理系統的的深奧，不時的討論并指點我正確的方向，使我在課程設計這段時間中獲益匪淺。老師對學