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基于流量的热水启停测控系统设计

1.课题的研究内容

使用PLC控制，通过触摸屏完成整个系统的运行。通过对流量的大小进行设定完成整个系统的启停。利用温度、流量、电流、功率等功能的传感器，通过PLC内部的模拟量模块进行模拟/数字信号的转换，在触摸屏上显示对应的数值。并就系统和电路两方面对该装置设置急停方法。

2.要解决的问题

1）如何设置热水启停及测控装置的总体设计；

2）如何设计相关的控制界面与现实界面；

3）如何将测得的温度，流量，电流，功率等数值传输到触摸屏上；

4）如何设置两种急停装置的方法。

3.预期目标

    根据项目的要求，由流量设定值导通热水，采用多种传感器，测量出最大流量与最小流量切换时温度、流量、电流、功率的具体数值并自动记录和保存，整个系统能够完整的实现各种功能并良好运行。

4.研究步骤

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统构架，进行结构设计、软件设计；

第三阶段：进行系统模拟及安装调试；

第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

5.方法及措施

工作方法：本课题主要采用实验法。

措施：查阅相关资料了解硬件设备的使用及注意事项，基于在实验室所获得 的实践经验，在教师指导下，以PLC为基础，设计开发基于流量的热水启停测控系统。

 

目录

第一章 绪论 1

1.1 课题的背景 1

1.2 课题的研究意义 1

1.3 本文的主要研究内容 1

第二章 总体设计 2

2.1 系统的概述 2

2.2 系统的总体设计 2

2.3 控制原理以及控制系统的组成 2

2.3.1 控制原理 2

2.3.2 控制系统的组成 3

2.4 系统控制技术要求 4

第三章 硬件设计 5

3.1 硬件设计方案 5

3.2 变送器的选型 5

3.2.1 液位变送器的选型 6

3.2.2 温度变送器的选型 8

3.2.3 流量变送器的选型 9

3.2.4 电流变送器的选型 10

3.2.5 功率变送器的选型 11

3.3 PLC的选型 12

3.3 .1 PLC的I/O口分配 12

3.3.2 PLC的选型 12

3.4 触摸屏 13

3.4.1 触摸屏的选型 13

3.4.2 触摸屏的通信 14

3.5 电路布置 16

3.5.1 主电路图 16

3.5.2 外部接线图 16

如图3-20为外部接线图。 16

3.5.3 模拟量模块接线图 17

如图3-21为模拟量模块接线图。 17

第四章 软件设计 18

4.1 PLC程序设计 18

4.1.1 软元件功能表，如表4-1为软元件功能表。 18

4.1.2 PLC编辑程序的安装与使用 19

4.1.3 PLC程序 20

4.2 触摸屏设计 23

4.2.1 窗口设计 23

4.2.2 触摸屏程序设计 26

第五章 系统调试 32

5.1 硬件调试 32

5.2软件调试 32

5.3软硬件联合调试 33

第六章 总结与展望 34

致谢 35

参考文献 36

附录 37

PLC梯形图 37

 

第一章 绪论

1.1 课题的背景

水是我们生活当中必不可少的重要物质，可以说我们的日常饮食起居都离不开它。而在日常生活中，我们用泵来提取所需要的水源。泵是早期人类使用的机器之一，随着人们不断探索、挑战自然和掌握自然，人们开始使用的水车、恒升等工具提水，随后这些工具逐步发展为现在的泵。在我国的国民经济中，泵对工业生产、农业生产和人们的日常生活所占的比重无可或缺。无论是天上的飞机、火箭，或是地底的的钻井、采矿；或是水中的船只、潜艇，亦或是陆地上的火车、汽车；甚至包括轻工业、重工业、农业和交通运输业；亦或是尖端科学，直至人们的日常生活，都离不开泵。因此，泵被称为重要的通用机械，随着科技的进步，我国家用水泵市场普遍呈现良好的发展情况。

1.2 课题的研究意义

普通的水泵只能实现将被抽送的水体提升或输送到所需之处，且需要人工启动与停止，功能单一且操作繁琐，无法满足现在人们的要求。若使得水泵可以按照人为意愿实现远程的启动与停止，输送冷水与热水，观测实时数据等功能，那么对人类的日常使用或实时检测工农业生产过程，并对提高整个系统的安全性将起到重大的作用。

1.3 本文的主要研究内容

本文是以水泵为基础工具，以PLC和触摸屏及温度，流量，电流，功率等多种变送器相结合的方式，设计一种基于流量的热水启停测控系统。该系统通过设定的流量的值导通热水，并在流量切换时记录相关泵的数据。需要研究的主要内容：

1、热水启停测控系统的整体设计；

2、热水启停测控系统的硬件设计及电路设计；

3、热水启停测控系统的软件设计；

4、热水启停测控系统的软件与硬件的调试。

 

参考文献

[1] 刘家春，杨鹏志，刘军号，马艳丽，水泵运行原理与泵站管理，2012

[2] 陶飞，三菱FX3U系列 PLC 变频器 触摸屏综合应用，中国电力出版社，2016.11

[3] 苟晓卫，汪国民，田昕，岂兴明，PLC与触摸屏快速入门与实践，人民邮电出版社，2010.8

[4] 江燕，周爱明，郑田娟，王秋梅，PLC技术及应用（三菱FX系列），中国铁道出版社，2013.1

[5] 曹菁，三菱PLC、触摸屏和变频器应用技术，机械工业出版社，2012.6

[6] 朱蓉，赵黎明，PLC、变频器、触摸屏及组态控制技术应用，电子工业出版社，2017.1

[7] 常斗南，翟津，三菱PLC控制系统综合应用技术，机械工业出版社2016.9

[8] 朱文杰，三菱FX系列PLC编程与应用，中国电力出版社，2013.3

[9] 李红萍，MCGS工程组态技术应用，北京邮电大学出版社，2011.1

[10] 刘洪涛/赵明，PLC应用开发从基础到实践，北京：电子工业出版社，2007

[11] 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，MCGS培训教程

[12] 李小平，论文排版实用教程，清华大学出版社，2015.4

[13] 华莹/董婷，高等学校毕业论文指导教程，北京：中国水利水电出版社，2014，9

[14] 蔡清田，论文写作的通关密码，华东师范大学出版社，2012.1

[15] 王嘉陵，毕业论文的写作与答辩，四川大学出版社，2003.4