基于PLC的中央空调水处理控制系统研究设计.docVIP

基于PLC的 中央空调水处理控制系统设计 　　　　　　 基于PLC的中央空调水处理控制系统设计 工程原理 1）系统构成：中央空调水处理控制系统由小水箱、大水箱、热交换器组成。循环水在小水箱中通过加热，加热后的循环水打入到大水箱中，通过循环水泵将热水打入各个热交换器，经过热交换后回水返回到小水箱中，加热后打入到大水箱中。其结构图如图所示： 中央空调水处理控制系统结构图 2）工作过程 (1)、打开进水泵，往小水箱打入冷水，水高度到达高水位，浮球开关动作，进水泵停止。 （2）、加热器加热（加热器有开关控制），水加热到一定温度（可以用时间模拟），打开大水箱进水泵，将热水打入到大水箱中，小水箱水位到低水位，低水位浮球开关闭合，大水箱进水泵停止。 （3）、重复（1）（2）。直到将大水箱的水位达到高水位（即高水位浮球开关动作）。 （4）、打开水循环泵，热水开始循环，回水到小水箱，加热器打开，回水到高水位，即高水位浮球开关动作，打开大水箱进水泵。一直循环加热。 二、控制要求 要求采用PLC作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。 1. 控制系统应有防止误操作的电路联锁和保护功能。 2. 操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。 3. 检测、控制信号要准确，安全、可靠。 三、总体方案设计 根据控制要求，主控设备选用西门子的PLC S7-200 （其型号为CPU224CN），它具有强大的数据处理功能，包括14个I/O输入口，10个I/O输出口，完全能够满足此次设计需求。并且其输入、输出具有光电隔离，抗干扰性能较强，同时可以扩展多个特殊模块。它属于工业机的控制设备，可以在复杂条件下正常工作，因此，常被使用在工业控制现场，具有很高的可靠性能。 输出采用继电器隔离，通过继电器控制电机的接触器，控制电机的启动和停止。监控计算机机选用结构紧凑，抗干扰性能强的工业控制计算机。它具有高速数据处理、存储、分析、打印、数据交换等功能。组态软件利用通用的InTouch生成一个动态的、复杂的实时监控界面。 其总体设计如图1所示 图1中央空调水处理控制系统总体设计方案 四、硬件设计 根据控制要求，主控设备选用PLC，作为开关量的输入、输出控制。输出采用继电器隔离，通过继电器控制电机的接触器，控制电机的启动和停止。利用通用的组态软件生成一个动态的的实时监控界面。 根据控制要求可知该系统需要三台水泵,高低浮球开关各两个,温度计两个,加热器和热交换器个一个 系统硬件电路图如图2所示 图2 硬件电路总图 五、软件设计 ① PLC控制程序编写 根据控制要求，使用梯行图、顺序功能图或结构文本编写PLC控制程序，各功能之间要有连锁。 程序只有满足一定条件下，才能运行。 根据题目要求; (1)、打开进水泵，往小水箱打入冷水，水高度到达高水位，浮球开关动作，进水泵停止。 （2）、加热器加热（加热器有开关控制），水加热到一定温度（可以用时间模拟），打开大水箱进水泵，将热水打入到大水箱中，小水箱水位到低水位，低水位浮球开关闭合，大水箱进水泵停止。 （3）、重复（1）（2）。直到将大水箱的水位达到高水位（即高水位浮球开关动作）。 （4）、打开水循环泵，热水开始循环，回水到小水箱，加热器打开，回水到高水位，即高水位浮球开关动作，打开大水箱进水泵。一直循环加热。 可得程序流程图如图3所示 图3 程序流程图 ② Intouch组态软件程序编写 控制按钮和参数设置可以通过Intouch组态监控界面实现。 中央空调水处理控制系统的监控界面组态软件作为开发平台，主要有控制对象的图形界面和数据库变量组成，数据库变量通过通信接口与PLC进行I/O联接，完成数据交换。 创建新的应用程序工程的一般过程是：绘制图形界面、创建数据库、配置I/O设备并进行I/O数据连接、建立动画连接、运行及调试。 监控软件是用InTouch设计的，它是通过MODBUS与PLC建立联系的，这就需要在变量标记名设计过程中，其中的I/O离散变量中的访问名与MODBUS中的相一致，项目名与参照表中的一一对应,如旋片泵1的标记名为xuanpianbeng1,类型为I/O离散，访问名与MODBUS一致均为zhagn。 如图具体步骤如图4所示： 图4定义标记名 其中先确定变量的个数并在标记名字典中定义变量,下表列出了变量名在定义时，其各量的对应关系，如表1所示： 变量名 访问名 类型 项目名 输出端 xiaoshuibeng han I/O离散 000001 Q0.0 dashuibeng han I/O离散 000002 Q0.1 xunhuanbeng han I/O离散 000004 Q0.3