基于西門子plc與wincc的城市排水監(jiān)控系統(tǒng)設計本科生畢業(yè)論文(更新版)

　　

【正文】 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設計（論文）正文字數不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。在這個自動控制系統(tǒng)內，PLC負責采集各個水池水位，并且根據水位做出相應的排水指令，確保水位在安全的范圍內，保證城市下水道不出現堵塞或者滿水的情況，以確保城市在緊急情況下不出現洪澇的現象。一般來說，排水管道及污水處理廠是城市排水系統(tǒng)的重要組成部分，其中污水處理廠主要負責工業(yè)污水的加工，經過處理后排入江海或者回收二次利用；雨水通過排水管道直接排入江海；生活污水是通過排水管道，把其中的垃圾過濾后再排入江海。近些年來，內澇也導致了不少市民的傷亡。城市里的居民和工廠也迅速加多，導致了城市大量的用水和排水量，所以很有必要組建一個自動化的排水泵站，實時監(jiān)測著城市集水的水位，能夠及時的把水排出，避免洪澇。跟使用繼電器做控制器的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，使用PLC做控制器的控制系統(tǒng)有著太多的優(yōu)點，這些有點體現在操作性能、控制、工作效率以及精度等多個方面。由于繼電器控制系統(tǒng)大量的接線，那么修改和維修系統(tǒng)的話會有很大的麻煩。如今社會，日常生活中所用到的電子產品基本上都會用到單片機，比如說手機、家用電腦、遙控玩具，自動洗衣機和冰箱、平板電腦等近乎所有電子產品。一般都是按照用戶的需求，編寫好程序，下載到PLC里面去，PLC正常工作的時候，就會按照用戶所編寫的程序，有邏輯的執(zhí)行各個指令。編程簡單，使用方便 利用單片機作為核心的自動控制系統(tǒng)，通常使用匯編語言或者C語言編程，需要用戶有一定的專業(yè)基礎，初學者很難入手。采用PLC作為城市排水監(jiān)控系統(tǒng)的控制器，實時監(jiān)控，覆蓋面大，效率高，這些都能滿足本設計的控制邀請，而且比其它幾種控制器優(yōu)秀。 城市排水泵站監(jiān)控系統(tǒng)控制要求 本次設計基于西門子PLC和WINCC仿真，用模擬傳感器和模擬開關等外部設備將城市排水監(jiān)控過程中的信號處理后送到處理器將其處理，由PLC對數據進行運算處理，然后控制現場設備的運行來完成城市排水泵站監(jiān)控控制系統(tǒng)的自動化高效運作、準確的操作。其中一號總池排水泵和二號總池排水泵是相互切換運行的，而總池緊急排水泵是根據總池水位來啟動和停止的。 圖34 模擬進水流程圖當系統(tǒng)進入正常運行工作時，先打開A池進水閥和啟動A池排水泵，然后檢測A區(qū)集水池水位是否過高，當A區(qū)集水池水位沒有達到臨界時，A池進水閥和A池排水泵正常運行，直到檢測到水位低于下限值時，A池進水閥還是打開，A池排水泵關閉，如果檢測到A池水位過高，高于臨界值時，那么PLC立即發(fā)送信號關閉A池進水閥，并且一直運行A池排水泵，直到A池水位低于下限值，才關閉A池排水泵。只要檢測到管道出現堵塞現象，PLC會把報警事件發(fā)送到wincc監(jiān)控上去，當集水池排水泵啟動運行期間，只要檢測到故障信號，水泵故障報警指示燈就亮起，當檢測到總水池水位過高，PLC強行啟動總池緊急排水泵時，緊急報警指示燈亮起，知道總池水位低于一定值，總池緊急排水泵停止，報警燈才熄滅。因為在學校學的都是西門子公司生產的PLC，所以筆者就選擇了西門子s7300型號的PLC作為本設計的基礎。 圖43 離心排水泵 交流接觸器與中間繼電器　　當交流接觸器線圈得電時，鐵芯相當于電磁鐵，觸頭吸合，常開和常閉觸頭相應的動作，線圈失電后，在彈簧的作用下，觸頭復位。變頻器在調速系統(tǒng)中的優(yōu)點：1．控制電機的啟動電流；2．降低電壓波動；3．啟動功率低；4．可以控制加速；5．運行速度可以調節(jié)；6．轉矩可以調節(jié)；7．停止方式可控；8．節(jié)能；9．可逆運行控制；10．減少機械傳動部件。表52 數字量I口分配表信號名稱輸入地址備 注開始按鈕停止按鈕模擬下雨傳感器模擬工業(yè)廢水傳感器模擬生活廢水傳感器模擬堵塞1傳感器模擬堵塞2傳感器模擬堵塞3傳感器模擬A池水泵故障傳感器模擬B池水泵故障傳感器 數字量O口部分，見下表53。 在A和B集水池水泵中，排水泵的運行是根據集水池中水位的高低來判斷當前排水泵的運行頻率，所以在主電路中，AB排水泵的電是由西門子變頻器提供的，具體控制系統(tǒng)主電路圖見圖53。圖57閥門控制電路圖當然在整個PLC控制過程中，報警系統(tǒng)的必不可少的，同樣它們也是由中間繼電器控制的，中間繼電器常開觸電控制220V交流繼電器，如下圖58所示。圖61 PLC配置 PLC程序編譯 利用step7軟件給城市排水監(jiān)控系統(tǒng)編寫程序。如下圖65所示。如圖74所示。硬件設計方面，各硬件設備根據系統(tǒng)的控制要求進行了選型并對西門子s7300PLC外部電路接線進行了設計；軟件設計方面概述了組態(tài)軟件設計的方法，組態(tài)了城市排水模擬過程，編寫了模擬梯形圖，并且進行仿真調試。附錄A 功能程序附錄B WINCC仿真運行 46