基于PLC的供水控制系统设计样本.doc

湖南工业职业技术学院
Hunan Industry Polytechnic

题目
基于PLC供水控制系统设计

系名称
电气工程系
专业及班级
机电S-1
学生姓名
李长虹
学号
43
指引教师
李力 颜志红

摘 要
本课题以某社区供水系统改造为背景，依照供水系统特性和实际状况规定，采用PLC实现供水过程全自动控制，满足居民用水需要。研究重要内容涉及:基于PLC自来水控制系统整体方案设计、PLC控制系统原理、重点探讨PLC控制系统硬件、软件设计，对PLC在实际现场控制过程中经常遇到某些实际问题解决，基于该工程项目电气控制系统设计与实现展开，采用可编程控制器PLC，完毕了整个电气控制系统软硬件设计，基本达到了预期目的，实现了社区供水自动化。

核心词 PLC；供水系统；自动控制

目 录
第1章绪论 4
1.1课题背景和意义 4
1.2 国内外物业供水系统发展与现状 4
1.3 可编程控制器(PLC)特点及应用 5
1.4 基于PLC物业供水系统实现功能及特点 6
第2章 供水系统理论分析及方案拟定 7
2.1 恒压供水系统原理 7
2.2 系统方案拟定 7
第3章 供水系统硬件设计 9
3.1 系统重要配备选型 9
3.1.1 水泵机组选型 9
3.1.2 PLC选型 10
3.1.3 压力传感器选型 11
3.2 可编程控制器I/O分派 13
3.3 系统电路分析及设计 14
3.3.1 系统电源 14
3.3.2 供水系统主电路分析与设计 14
3.3.3 PLC I/O接线图 16
3.3.4 压力传感器信号解决 17
3.3.5 报警电路设计 18
第4章 供水系统软件设计 20
4.1 供水系统程序流程图 21
4.2 供水系统程序设计 22
4.2.1 供水系统程序主体思路 22
4.3.2 供水系统程序设计 23
结 论 27
参照文献 28

第1章 绪 论
1.1课题背景和意义
咱们都懂得，水是人类生活、生产中不可缺少重要物质，在建设节约型时代特性前提下，咱们这个水资源和电能短缺国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术始终比较落后，自动化限度低，而随着国内社会经济发展，人们生活水平不断提高，以及住房制度改革不断进一步，都市中各类社区建设发展十分迅速，同步也对社区基本设施建设提出了更高规定。社区供水系统建设是其中一种重要方面，供水可靠性、稳定性、经济性直接影响到社区住户正常工作和生活，也直接体现了社区物业管理水平高低。本系统就是在这种背景下设计。
PLC供水系统集电气技术、当代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统稳定性和可靠性，同步系统具备良好节能性，这在能源日益紧缺今天尤为重要，因此研究设计该系统，对于提高公司效率以及人民生活水平、减少能耗等方面具备重要现实意义。
1.2 国内外物业供水系统发展与现状
可编程序控制器(program logical controller)，简称PLC，是一种专为在工业环境应用而设计数字运算电子系统。世界上第一台可编程控制器是美国数字设备公司(DEC)于1969年研制。初期可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路构成，重要功能是执行原先由继电器完毕顺序控制、定期等，PLC将老式继电器控制技术与新兴计算机技术和通信技术融为一体，具备可靠性高、功能强、应用灵活、编程简朴、使用以便等一系列长处。70年代初期，体积小、功能强和价格便宜微解决器被用于PLC，使得PLC功能大大增强，具备了：可靠性高、具备丰富I／O接口模块、采用模块化构造、编程简朴易学安装简朴，维修以便等特点。以及良好工业环境工作性能和自动控制目的实现性能，在工业生产中得到了广泛应用。
PLC在物业供水方面也得到了广泛应用。老式社区供水方式有恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水、气压罐供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速供水方式、单片机变频调速供水系统等。这些老式供水方式或多或少都存在各自缺陷和局限性，例如：恒速泵加压供水方式无法对供水管网压力做出及时反映，水泵增减都依赖人工进行手工操作水塔高位水箱供水基建投资大，占地面积大，维护不以便，水泵电机为硬起动，启动电流大、单片机变频调速供水系统开发周期比较长，对操作员素质规定比较高，可靠性比较低，维修不以便，且不合用于恶劣工业环境。综上所述，老式供水方式普遍不同限度存在挥霍水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化限度不高等缺陷，在这种状况下人们想到了基于PLC供水系统设计。
当前国内外基于PLC供水系统设计技术比较多，并且有些技术已经相称成熟，从简朴基于PLC恒压供水系统设计到基于PLC变频恒压供水系统设计，其中后者变频技术是当前研究核心，变频技术是在电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论发展基本上发展起来。
本文基于PLC物业供水系统设计属于恒压供水，由于PLC可靠性高、功能强、应用灵活、编程简朴、使用以便等特点，与老式供水系统相比本系统有很大实用价值。
1.3 可编程控制器(PLC)特点及应用
可编程序控制器(program 109ical controller)，简称PLC，是一种专为在工业环境应用而设计数字运算电子系统，它是以微解决机为基本，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等当代科技而发展起来一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制原则设备之一。由于PLC采用了“三机一体化”综合技术即集计算机、仪器仪表、电气控制于一身，具备高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简朴、维修以便和低成本等诸多特点，因而与其他控制器相比它更加适合工业控制环境和市场规定，再加上PLC发展过程中产品系列化、产业化和原则化，使之从初期逻辑控制、顺序控制迅速扩展到了持续控制，开始进入批量控制和过程控制领域，并迅速成为工业自动化系统支柱。当前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质奔腾。
1.4 基于PLC物业供水系统实现功能及特点
本设计是基于PLC物业供水系统，具备如下特点：
供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表达水压偏低；K2接通，表达水压正常；K3接通，表达水压偏高。
（1）系统分手动工作和自动工作两种状态，自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，规定先工作水泵先切断；当用水量多时，压力减少，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，规定未曾工作过水泵增长投入运营；当K2接通，表达供水正常，可维持水泵运营数量。
（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，规定4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具备过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可减少一种过载保护收入）。
（4）设有“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运营控制开关（ON——自动运营，OFF——自动运营停止）。
（5）设有高压报警和低压报警。高压报警批示灯，当只有一台水泵在工作，但是，水压还是超过正常值，这时就要报警来提示工作人员，由工作人员决定与否手动关掉所有水泵。低压报警批示灯，当4台水泵都投入工作，但是，水压还是低于正常值，如果这种状态经常发生，那么，这个系统就要考虑增设水泵以保证供水正常。
第2章 供水系统理论分析及方案拟定
2.1 恒压供水系统原理
恒压供水系统供水某些重要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。普通由异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过调节电机机组工作电机数量，从而变化水泵出水流量而实现恒压供水。因而，恒压供水系统实质是电机工作控制。电动机控制普通使用接触器，PLC通过控制接触器来实现自动控制电机机组电机从而实现了恒压供水。
2.2 系统方案拟定
恒压供水原理分析可知，该系统重要有压力传感器、压力变送器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器构成。系统重要设计任务是运用恒压控制单元控制多台水泵，实现管网水压恒定压力供水，可供选取方案有：
1、人工控制+水泵机组+压力传感器
这种控制系统构造简朴，实现起来也比较容易，就是派专人看着压力传感器传播过来数据，人工选取哪台水泵工作和控制几台水泵机组工作。这种控制比较落后，可靠性不高。需要工作人员始终守在控制室里，实时控制，效率低。因而不选并用此方案。
2、单片机+水泵机组+压力传感器
这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调节以便，具备较高性能价格比。但开发周期长，程序一旦固化，修改较为麻烦，因而现场调试灵活性差，同步在运营时，将产生干扰，水泵功率越大，产生干扰越大，因此必要采用相应抗干扰办法来保证系统可靠性。该系统合用于某一特定领域小容量恒压供水系统中。
3、PLC+ 水泵机组+压力传感器
这种控制方式灵活以便。具备良好通信接口，可以以便地与其她系统进行数据互换，通用性强，由于PLC产品系列化和模块化，顾客可灵活构成各种规模和规定不同控制系统。在硬件设计上，只需拟定PLC硬件配备和I／O外部接线，当控制规定发生变化时，可以以便地通过Pc机来变化存贮器中控制程序，因此现场调试以便。同步由于PLC抗干扰能力强、可靠性高，因而系统可靠性大大提高。因而该系统能合用于各类不同规定恒压供水场合，并且与供水机组容量大小无关。
通过对以上这几种方案比较和分析，可以看出“PLC+水泵机组+压力传感器”控制方式更适合于本系统。这种控制方案既有扩展功能灵活以便、便于数据传播长处，又能达到系统稳定性及控制精度规定。
第3章 供水系统硬件设计
3.1 系统重要配备选型
3.1.1 水泵机组选型
水泵机组选型基本原则，一是要保证平稳运营；二是要经常处在高效区运营，以求获得较好节能效果。要使泵组常处在高效区运营，则所选用泵型必要与系统用水量变化幅度相匹配。
本文以某社区实际生活用水数据进行选型，该社区生活用水详细规定为：
1)由多台水泵机组实现供水，流量范畴600m2／h，扬程60米左右，出水口水压大小为0.4Mpa；
2)设立一台水泵作用于小流量时供水；供水压力规定恒定，特别在换泵时波动要小；
3)系统能自动可靠运营，为以便检修和应急，应具备手动功能。
4)具备完善过载保护功能，系统规定较高经济运营性能。
依照以上系统规定总流量范畴、扬程大小，拟定供水系统设计秒流量和设计供水压力(水泵扬程)，考虑到用水量类型为持续型低流量变化型，拟定采用4台上海熊猫机械(集团)有限公司生产SFL系列主水泵机组。
表3.1 水泵机组参数表

型号
数量
重要性能参数
流量m2/h
扬程m
效率%
转速r/min
电机功率kw
余量m
进出口径mm
水泵机组

150sfl160-20x4

4

160

80

73

1450

55

2.9

150

3.1.2 PLC选型
PLC是整个变频恒压供水控制系统核心，它要完毕对系统中所有输入信号采集、所有输出单元控制、恒压实现以及对外数据互换。因而咱们在选取PLC时，要考虑PLC指令执行速度、指令丰富限度、内存空间、通讯接口及合同、带扩展模块能力和编程软件以便与否等多方面因素，以日本三菱PLC为例，该PLC有FX、A、Q三大系列，在FX系列中又有FX1S，FX1N和FX2N三种型号。根据控制任务，从PLC输入／输出点数、存储器容量、输入／输出接口模块类型等方面等来选PLC型号。在供水系统设计中，咱们选取三菱FX1N-40MR-001型PLC。FX1N-40MR-001重要参数为：
I／O点数：24／16；
基本指令：27条；
功能指令：298条；
基本指令执行时间：0.55-0.7微秒；
顾客程序环节：8K；
通信功能：强；
输出形式：继电型；
输出能力：2A／点；
三菱FX1N-40MR-001是三菱电机推出功能强大普及型PLC。具备扩展输入输出，模仿量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于普通顺序控制三菱PLC。
特点：三菱FX1N-40MR-001 PLC拥有相称迅速度， FX是从16路到256路输入/输出各种应用选取方案； FX1N系列是小型化，高速度，高性能和所有以便都是相称于FX系列中高档次超小形程序装置。 除输入输出16-25点独立用途外，还可以合用于在各种基本组件间连接，模仿控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要PLC。
三菱FX1N-40MR-001在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点主机，可以采用最小8点扩展模块进行扩展。可依照电源及输出形式，自由选取。 程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。丰富软元件应用指令中有各种可使用简朴指令、高速解决指令、输入过滤常数可变，中断输入解决，直接输出等。便利指令数字开关数据读取，16位数据读取，矩阵输入读取，7段显示屏输出等。数据解决、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。
3.1.3 压力传感器选型
压力传感器是供水系统中重要传感器。PLC自动控制水泵工作状况信息所有来自压力传感器，它必要要有很高可靠性，如果压力传感器出错，将会带来劫难性事故，很也许是管道爆裂或者是水压局限性，导致居民用水不以便，因而压力传感器选用很核心。
依照供水系统详细规定，咱们选取佛山一众传感仪器有限公司水压传感器PY206。它有如下特点：
水压传感器，厂家采用进口高精度感应芯体，先进贴片工艺，配套带有零点、满量程补偿，温度补偿高精度和高稳定性放大集成电路，将被测量介质压力转换成0～5VDC原则电信号 。采用全不锈钢封焊构造，具备良好防潮能力及优秀介质兼容性。广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。
产品概述及特点：
A、采用进口感压芯片；
B、先进贴片工艺，具备零点、满量程补偿，温度补偿；
C、高精度和高稳定性放大集成电路；
D、全封焊构造、抗冲击、耐疲劳、可靠性高；
E、输出信号多样化（有电流型、电压型）；
F、构造小巧，安装以便；
G、采用高温补偿最高介质温度可达350度；

产品重要参数：
被测介质： 气体、液体及蒸气（弱腐蚀性）
压力类型： 表压
量 程： -100KPa-0.6Mpa～60 Mpa～120 Mpa间任意可选（量小量程为0.6MPa,量大量程为120MPa）
输 出：4～20mA（二线制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三线制）
综合精度： ±0.1%FS（量程60MPa如下）、±0.25%FS、±0.5%FS
供 电： 24V DC（15～30VDC）
绝缘电阻： ≥1000 MΩ/100VDC
负载电阻：电流输出型：最大800Ω 电压输出型：不不大于50KΩ
介质温度： -20～85℃、-20～150℃、-20～200℃、-20～300℃（可选）
环境温度：-20～85℃
储存温度：-40～90℃
相对湿度： 0～95% RH
密封级别：IP65/IP68
过载能力： 150%FS
响应时间：≤10mS
稳 定 性：≤±0.15%FS/年
振动影响：≤±0.15%FS/年（机械振动频率20Hz～1000Hz）
电气连接：紧线螺母直接出线；原则配线3米
压力连接：M20×1.5，其他螺纹可根据客户规定设计
连接螺纹材料：304/316L不锈钢
产品构造图：

图 3-1水压传感器PY206构造图
3.2 可编程控制器I/O分派
表3.2 控制器I/O口分派表
输入元件
地址编码
输出元件
地址编码
低水压输入
X000
水泵1接触器
Y001
正常水压输入
X001
水泵2接触器
Y002
高水压输入
X002
水泵3接触器
Y003
模式选取开关
X003
水泵4接触器
Y004
自动模式开关
X004
水泵1工作批示灯
Y005
水泵1过载
X005
水泵2工作批示灯
Y006
水泵2过载
X006
水泵3工作批示灯
Y007
水泵3过载
X007
水泵4工作批示灯
Y010
水泵4过载
X010
自动模式批示灯
Y011
水泵1手动开
X011
手动模式批示灯
Y012
水泵1手动关
X012
自动模式开关批示灯
Y013
水泵2手动开
X013
高压报警灯
Y014
水泵2手动关
X014
低压报警灯
Y015
水泵3手动开
X015

水泵3手动关
X016

水泵4手动开
X017

水泵4手动关
X020

3.3 系统电路分析及设计
3.3.1 系统电源
供电系统设定直接影响到控制系统可靠性，因而在设定供电系统时应考
虑下列因素：
1)输入电源电压在一定容许范畴内变化；
2)当输入交流电断电时，应不破坏控制器程序和数据；
3)当控制系统不容许断电场合，要考虑供电电源冗余；
4)当外部设备电源通断电时，应不影响控制器供电；
5)要考虑电源系统抗干扰办法。
为实现以上规定，在主电路和控制电路加上了保护，涉及过载保护，当主电路因某些因素浮现故障时，例如水泵过载，这时过载保护工作，水泵停止运营既使水泵安全，也使电源供电安全保证PLC电源正常。
3.3.2 供水系统主电路分析与设计
由设计内容和规定可知，本设计需要用到四台水泵，水泵型号都为：150sfl160-20x4，55kw，1450转/分，380V，144A。在设计主电路时水泵以电动机代替，图中KM为接触器线圈，FR为热继电器，主电路并设有短路过载保护。
硬件设设计主电路图如图3-2所示：

图3-2 硬件设计主电路图
图中三相电接入口处有熔断器，当水泵因故障或其她因素过载时，主电路上电流超过正常值时熔断器自动熔断，起到保护水泵和主电路作用。在每台水泵上单独再安装熔断器FU1、2、3、4，由于，4台水泵工作状态不同主电路电流不同，主电路上熔断器只能起到保护主电路作用，因此，在每台水泵上单独再装上熔断器以保证当水泵超载时可单独切断电源。刀开关QS1、2、3、4由人工手动控制，PLC控制电路失灵时刀开关是切断电源唯一办法。接触器KM1、2、3、4是由PLC自动控制水泵开关。FR1、2、3、4是热继电器，把它们穿在电机绕组中，当水泵过载时，热继电器动作，切断电源。M1、2、3、4代表四台水泵。
3.3.3 PLC I/O接线图

图3-3供水系统PLC I/O接线图
如图3-3所示，按键S1-S16分别为不同信号输入，COM口为公共端，Y001-Y015分别为不同控制信号输出端，输出控制信号控制执行电路工作状态。其中，S3是自锁开关，当S3接通时系统工作在手动模式，当S3断开时，系统工作在自动模式，而S3默认状态是断开。S4是当系统工作在自动模式时开关，当S4接通时，自动工作有效，当S4断开时，自动工作停止。S4-S8是过载保护输入，以开关形式代替。过载保护，除了有硬件上保护尚有PLC程序中保护，以保证系统可靠性。S9-S16是手动模式下功能选取，使4台水泵可以任意设立其工作状态，4台水泵在手动控制模式下是互相独立，互相之间没有影响。
Y1-Y4是水泵接触器控制端，由于选用PLC是继电器输出型，因而可以直接驱动接触器，为了增长系统安全系数，在接触器和PLC构成回路中加入了热继电器。Y5-Y10是各个水泵工作状态批示灯口，Y11是自动模式批示灯控制口，Y12是手动模式批示灯控制口，Y13是自动模式开关状态之灯控制接口。Y14是高压报警批示灯，当只有一台水泵在工作，但是，水压还是超过正常值，这时就要报警来提示工作人员，由工作人员决定与否手动关掉所有水泵。Y15是低压报警批示灯，当4水泵都投入工作，但是，水压还是低于正常值，如果这种状态经常发生，那么，这个系统就要考虑增设一台水泵以保证供水正常。
3.3.4 压力传感器信号解决
压力传感器选用是佛山一众传感仪器有限公司水压传感器PY206。PY206能将水压转换成0～5VDC原则电信号。采用进口高精度感应芯体，先进贴片工艺，配套带有零点、满量程补偿，温度补偿高精度和高稳定性放大集成电路。采用全不锈钢封焊构造，具备良好防潮能力及优秀介质兼容性。
压力传感器PY206能将水压信号转换成0～5VDC原则电信号，但是，PLC需要是三个分立信号：低水压信号，正常水压，高水压信号。因而，就必要把压力传感器输出信号进行转换，为此咱们设计了如图3-4所示信号转换电路。

图3-4 压力传感器信号转换电路
此电路，重要由电压比较器Lm393，数字芯片非门芯片74f04、同或门74ls266构成。通过电阻桥式电路分压，设定了高水压和低水压参照电压，由于水压传感器PY206输出信号是0～5VDC原则电信号，因而，可以采用这种形式。传感器信号接到电压比较器Lm3932脚和5脚，通过由Lm393构成窗口比较器电路将水压转换成低中高三档信号送给PLC。
3.3.5 报警电路设计
1.必要性分析
拟定供水系统总体设计方案基本根据是设计供水能力能满足系统最不利点用水需求，同步还需要结合顾客用水量变化类型，考虑方案合用性、节能性及其他技术规定。依照顾客用水时段特点，可将顾客用水量变化类型分为持续型、间歇型两大类，依照流量变化特点，还可进一步细分为高流量变化型，低流量变化型，全流量变化型等。不同季节、不同月份，流量变化类型也会变化。
持续型是指一天内很少有流量为零时候，或自身管网正常泄漏就保持有一定流量；间歇型指一天内有多段用水低谷时间，流量很小或为零。各种类型水流量变化关系曲线如图3-5所示

图 3-5顾客用水量变化类型
a)持续型(全流量变化型) b)持续型(高流量变化型)
c)持续型(低流量变化型) d)间歇型
依照以上分析懂得：由于居民用水集中性，当只有1台水泵在工作时，如果水压传感器还检测到水压过高，这时就要采用行动，否则会使水压过高导致管道破裂，导致水资源和电能挥霍。在用水高峰期，4台水泵都投入工作，如果水压传感器传回数据仍显示水压低，这时，某些顾客用水将受到影响。如果经常浮现低压报警，那么，就提示管理者增长水泵个数，以保证用水正常。

2.报警电路

图3-6 报警电路电路图
如图3-6所示，当报警控制信号为1时，报警器发声报警。这时管理者就要依照实际状况作出相应回应，如果是高压报警则可以通过系统手动功能，将所有水泵都关掉，或者是低压报警，这就要依照实际状况恰当增长水泵数量以保证顾客用水正常。

第4章 供水系统软件设计
供水系统概况：供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表达水压偏低；K2接通，表达水压正常；K3接通，表达水压偏高。
1. 控制规定：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，规定先工作水泵先切断；当用水量多时，压力减少，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，规定未曾工作过水泵增长投入运营；当K2接通，表达供水正常，可维持水泵运营数量。工作时，规定水泵数量至少为1台，最多不得超过4台。
（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，规定4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具备过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制。
（4） 设立“自动/手动”切换开 关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运营控制开关（ON——自动运营，OFF——自动运营停止）。
2. 扩展功能报警功能，当只有1台水泵工作，水压依然高，发生高压报警，当4台水泵都工作，水压依然低，发生低压报警。
4.1 供水系统程序流程图
开始

手动模式
X3与否闭合
自动模式
至少1台水泵工作
判断水压
水压低
水压高
延时30s
增长1台水泵
没工作过先启动
水压正常
延时30s
减少1台水泵
先工作先停止
返回循环执行
X3断开ai
X3闭合
X4与否闭合
X4闭合
X4断开
X4断开ai
X11水泵1启动
X12水泵1停止
X13水泵2启动
X14水泵2停止
X15水泵3启动
X16水泵3停止
X17水泵4启动
X20水泵4停止
报警判断
低压报警
高压报警
4台水泵都启动检测到水压低
只有1台水泵启动检测到水压高
水压正常

4.2 供水系统程序设计
4.2.1 供水系统程序主体思路
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，规定先工作水泵先切断；当用水量多时，压力减少，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，规定未曾工作过水泵增长投入运营；当K2接通，表达供水正常，可维持水泵运营数量。工作时，规定水泵数量至少为1台，最多不得超过4台。
（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，规定4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具备过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制。
（4） 设立“自动/手动”切换开 关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运营控制开关（ON——自动运营，OFF——自动运营停止）。
（5） 扩展功能报警功能，当只有1台水泵工作，水压依然高，发生高压报警，当4台水泵都工作，水压依然低，发生低压报警。

4.3.2 供水系统程序设计
1. 主程序模式选取某些程序设计及解析

图4-2 主程序模式选取
这是主程序模式选取某些，当X3接通时选取手动模式，在手动模式下要打开手动模式批示灯即SET Y012，同步把自动模式批示灯关掉即RST Y011。再调用手动解决子函数。然后复位在自动模式下启动T0和T1，这时为下一次进入自动模式做好准备；当X3断开时，系统工作在自动模式，这时要关闭手动模式批示灯同步打开自动模式批示灯，然后调用自动模式子程序。
2. 水压低解决初始化某些程序设计及解析

图4-3水压低解决初始化
这是水压低解决初始化某些。当自动模式启动即X4闭合，同步X000即水压低输入I/O口闭合，则程序进入。一方面，要打开定期器T0定期30S,30S之后再增长要增长水泵，这样设计为是系统稳定性。如果不延时，立马启动水泵，那么，4台水泵会频繁启动和停止，将严重影响水泵寿命。
在进入低压解决某些时对T1即高压延时定期器复位，这是为进入高压解决做好准备。用以实现30S延时，如果不RST T1，有也许刚进入高压解决某些立马就切断水泵。
后边程序采用MC和MCR指令是为了增长程序简洁和可读性。
3. 水压高解决初始化某些程序设计及解析

图4-4水压高解决初始化
和上面水压低解决相似，水压高解决采用相似初始化解决方式，这里不再详细解析。
4. 过载保护程序设计及解析

图4-5过载保护
虽然硬件上有热继电器和熔断器，但是为了系统可靠性和完整性，在主程序中还是写入了过载保护，当过载保护检测届时，及时停止所有水泵，以保证水泵和整个电路安全。这样设计虽然会增长系统复杂性，但是，却提高了系统可靠性。
5. 水泵工作状态批示程序设计及解析

图4-6水泵工作状态批示
每一台水泵工作状态，可以通过PLCY005、Y006、Y007， Y010控制批示灯上看到，这样以便管理监测和维护水泵。可以实时看到PLC控制成果，而不必到现场看水泵工作状态，相称于起到了人机交互作用，体现了系统人性化设计理念。
6. 低压报警程序设计及解析

图4-7低压报警
低压报警，当4台水泵都投入工作，但是，水压还是低于正常值，将会对顾客导致很大不便。如果这种状态经常发生，那么，系统就会提示管理人员增设水泵以保证供水正常。
7. 高压报警程序设计及解析

图4-8高压报警
高压报警，当只有一台水泵在工作，但是，水压还是超过正常值，这时就要通过报警来提示工作人员，由工作人员决定与否手动关掉所有水泵。由于，如果水压过高将会对管道导致破坏，很有也许是管道破裂，导致水资源挥霍。
8. 水泵工作状态和顺序记忆程序设计及解析

图4-9顺序记忆
这是工作顺序记忆程序，由于只有记住了哪台水泵先工作，才干“实现先工作先停止，没工作过先工作”。

图4-10顺序记忆
这是记忆复位，由于，记忆水泵工作顺序，如果不复位，那么，它效果将和没有记忆效果同样。

结 论
本设计是一种应用型课题。其目是借鉴当今工业控制领域以广泛应用PLC控制技术，在各种设计办法、设计思路并存今天，谋求一种PLC在工业自动控制中办法针对社区供水特点，设计开发了一套基于PLC社区供水系统。本系统重要有压力传感器、PLC、水泵机组以及低压电器构成。依照系统设计任务规定，结合系统使用场合，故本次设计采用“PLC+水泵机组+压力传感器”控制方式。系统重要设计任务是运用控制单元控制一台水泵或循环控制多台水泵，实现管网水压恒定和水泵电机