基于PLC的地铁排水控制新版系统优秀毕业设计方案.doc
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1、XXXX大学 毕业设计(论文) 题 目 地铁排水控制系统设计 院 (系) 电气和信息工程学院 专业班级 XXX -01 学生姓名 XXXX 学号 XXXXXXX 指导老师 XXXX 职称 XXXX 评阅老师 职称 201X年 X 月 XX 日学生毕业设计(论文)原创性申明本人以信誉申明:所呈交毕业设计(论文)是在导师指导下进行设计(研究)工作及取得结果,设计(论文)中引用她(她)人文件、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中结论和结果为本人独立完成,不包含她人结果及为取得重庆科技学院或其它教育机构学位或证书而使用其材料。和我一同工作同志对本设计(研究)所做任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示
2、了谢意。毕业设计(论文)作者(签字): 年 月 日摘 要伴随城市发展,城市交通变得越来越拥挤,大家正在寻求另外方便交通工具,而地铁出现正恰到好四处理了该问题,地铁方便快捷,正成为现在最受欢迎交通工具,所以,研究地铁系统排水系统搜集和排放,含有十分关键理论意义和实际应用意义。本文首先介绍了地铁研究背景和发展现实状况,然后提出总体设计方案,经过对总体方案分析,确定水池数目和电动机数量,深入确定系统硬件和软件组成,确定硬件型号和应该使用软件,绘制CAD和步骤图来展现系统关键工作方法,经过PLC程序进行编程控制,利用传感器水位检测来达成排水目标,最终再对设计系统提出改善和提议。关键词:排水 自动控制
3、PLC 次序控制 ABSTRACTWith the development of cities, the traffic is becoming increasingly crowded, people are looking for another convenient means of transport, the emergence of the subway are just the right solution to the problem, subway convenient, is becoming the most popular means of transport toda
4、y Therefore, the collection and emissions Research subway system drainage systems, has very important theoretical and practical significance.This paper describes the background research and development status of the subway, then made the overall design scheme, through the analysis of the overall pro
5、gram to determine the number and the number of the motor pool, to further determine the hardware and software system components, determine the hardware signals and should be used software, CAD drawing and flowcharts to show the systems main work, carried out by the PLC programming control, using sen
6、sors to detect water level to achieve the purpose of drainage, and finally suggest improvements and recommendations for the design of the system.Keywords: Drainage; automatic control; PLC; sequence control目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 研究背景11.2 研究意义11.3 中国研究现实状况11.4 地铁排水设计方法22 排水系统总体方案设计32.1 地铁水起源及排放方法32
7、.2 排水系统实现功效32.3 系统控制功效设计3 2.3.1 处理池选择和分配3 2.3.2 处理池工作方法4 2.3.3 车站控制方法4 2.3.4 处理池故障处理方法5 2.3.5 排水管道选择5 2.3.6 控制方法选择53 系统硬件选型73.1 输入输出接口确实定73.2 系统控制方案图83.3 传感器选择93.4 阀门选择103.5 泵选择103.6 电机选择113.7 接触器选择113.8 继电器选择124 系统控制硬件设计134.1 系统主电路134.2 输入回路134.3 输出回路135 控制系统程序设计145.1 系统步骤图设计145.1.1系统总步骤图14 5.1.2 开
8、启程序步骤图165.1.3 排水控制步骤图175.1.4 满水控制步骤图185.1.5 阀门控制步骤图195.1.6 定时报警控制步骤图205.2 西门子PLC程序设计215.2.1 西门子PLC程序设计规则215.2.2 水位检测和显示程序215.2.3 进出水阀门控制程序225.2.4 定时计数程序225.2.5 一台电动机开启程序235.2.6 两台电动机开启程序245.2.7 三台电动机开启程序246 体会和收获267 结论和展望287.1 结论287.2课题展望28致 谢29参考文件301 绪论1.1 研究背景伴随社会越来越进步,大家对出行需求也越来越高,现在城市汽车数量增幅较大,直
9、接造成了路面交通形成拥堵,为了处理路面交通拥堵,城市轨道交通成为一个有效疏导地面人流和缓解交通堵塞关键手段。地铁车站设计是地铁总设计中最关键设计,经过车站设计能确保乘客方便坐上地铁,地铁车站排水设计是车站给排水及防灾设计关键内容之一,立即排放车站内部积水,对车辆正常运行及各类电器设备保护有着关键意义。地铁车站设备监控系统分为中央级,车站级和就地级三级对车站设备进行监控,在中央级和车站级进行系统管理。车站设备监控系统对全线各个车站通风空调系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯、车站公共区照明、广告照明、车站事故照明电源、屏蔽门、人防密闭隔断门等车站设备进行全方面且有效自动化监控及管理,确保设备处于
10、高效,节能,可靠最好运行状态,发明一个舒适地下环境;并能在火灾等灾难或阻塞事故状态下,愈加好地协调车站设备运行,充足发挥多种设备应有作用,确保乘客安全和设备正常运行。1.2 研究意义快速轨道交通系统在大城市圈中含有不可替换作用,对城市交通结构、城市形态调整全部有着巨大影响。在大城市圈中,需要考虑城市外围地域和城市中心部之间紧密交通联络,而城际轨道交通系统恰恰正是促进这种交通结构合理化关键手段。为此,不仅需要重视城市中心部地铁建设,而且必需给于城际轨道交通以足够关注。为实现城市公共交通系统较大分担率,必需加强轨道交通系统建设,加强地域之间协调、计划。轨道交通发展应该纳入全部市圈发展战略计划,现在
11、将轨道交通作为独立系统进行计划方法值得商榷,应该从体制和机构上进行协调。城市发展战略计划中交通专题计划,应和经济发展政策和其它交通方法相协调,确定轨道交通系统发展政策及整体网络布局,最大程度发挥其在地域发展中作用,合理诱导城市圈发展,促进地域发展战略目标实现,为实现可连续发展发明条件。1.3 中国研究现实状况在中国,现在已经有33个城市已经计划轨道交通建设,其中28个城市已获批,且现在北京、天津、上海、广州、南京、沈阳、成全部、武汉、西安、重庆、图1.1 全国地铁分布图深圳、苏州等11个城市均已开通地铁。地铁建设现在已经发展为一个城市交通现代化关键标识之一,地铁在全国分布图可见图1-1。1.4
12、 地铁排水设计方法而地铁车站中最关键设计之一就是地铁排水设计。立即对车站积水进行排放对对车辆正常运行及各类电器设备保护有着关键意义。对于地铁排水控制方法有很多:可编程控制系统继电器控制系统集散控制系统工业微机控制系统单片机控制因为现在对于地铁控制要求越来越高,在未来发展中,我们还需要进行添加新控制功效,这就需要我们所设计控制方法能够进行扩展,而可编程控制系统比其它系统稳定性好,而且还能够扩展模块,所以在本课题设计中我选择选择可编程控制系统来进行控制地铁排水功效。2 排水系统总体方案设计2.1 地铁水起源及排放方法城市地铁水起源及排放方法见下表2.1:表2.1 城市地铁水起源起源排放方法雨水城市
13、雨水管网系统集中空调冷凝水城市雨水管网系统结构渗漏废水城市雨水管网系统生活污水城市污水管网系统消防废水城市污水管网系统人员卫生间污水城市污水管网系统2.2 排水系统实现功效对于上述产生多个水,我们需要对其进行不用处理排放,确保地铁周围环境洁净。为了排除这些不一样种类水,我们所设计系统应该含有以下功效:多种不一样水经过不一样管道排放到不一样处理池,不可将多个水一起排放,造成水浪费;在处理不一样水处理池应设置3个传感器检测水位线和1个报警器,含有能够检测最低水位、排水水位和最高水位,水位达成排水位即可开启电动机排水;设置一个备用水池,以预防因为污水过多造成前面多个污水处理池超出警戒线而溢出;设置3
14、台抽水泵实施8小时倒班工作制度,同时设置过载和短路保护,预防在没有些人看管情况下能够自动停止带故障运行,避免抽水泵出现故障或长时间工作造成其损坏;设置手动停止操作,预防出紧急现故障时能够手动停止进行检修。设置报警信号,能确保系统出现故障时候自动报警并实现自动关闭系统。 2.3 系统控制功效设计因为排水管道通常处于地面下,且低于市政所铺设污水处理管道,不能够自动地排除污水,需要将处理过后污水经过电动机抽取污水至市政排污管道,所以在设计中我们需要考虑不一样地形,经过多个方案,选择合适方法进行排污。2.3.1 处理池选择和分配对于地铁车站,其污水关键起源于雨水,生活污水,消防用水和结构渗水等多个方面
15、。我们应该对不一样污水进行不一样处理,所以在地铁车站下面我们选择了三个污水处理池及一个备用池来搜集和处理污水。具体分配以下:1号水池用于处理生活污水;2号水池用于处理结构渗水和消防用水;3号水池用于处理雨水;4号水池作为备用水池,能够搜集处理任何污水。对于这些污水池,我们在污水处理池中设置3个传感器,分别用来监控满水位、排水位和低水位,当水位达成满水位,提醒报警。2.3.2 处理池工作方法对于地铁污水处理池,我们在每个污水处理池设置有进出水阀门,对于不一样编号水池有着不一样处理方法。其具体有以下多个工作方案:单一集水池自动排水控制:当有一集水池抵达排水位时,自动打开其排水阀门并开启目前应该工作
16、电动机进行排水,同时检测水位,当该水池水位抵达低水位时,自动关闭其排水电磁阀并停止排水泵,当水位抵达满水位时,关闭进水阀门,预防多出污水溢出,同时打开备用水池阀门,将污水搜集到备用水池里面。先到排水位先抽排水控制:根据集水池先抵达排水位时间前后次序进行排水。即哪个集水池先抵达排水位,就先对该集水池进行排水;集水池不一样满水情况下先到排水位先抽自动排水控制:若号排水泵在对某一集水池进行排水过程中,其它3个集水池中有1个集水池抵达排水位等候排水,则按排水位时间前后次序自动再打开一集水池排水电磁阀并开启号排水泵进行排水,且当只剩一个集水池排水时,自动关闭号排水泵,若此时还有第三个水池也抵达排水位,则
17、启用第三台电动机进行排水。经过比较选择,号方案最适合,此方案依据集水池不一样抵达排水位情况来决定开启排水泵台数,并按先抵达排水位先抽标准进行自动排水控制,同时充足考虑到可能消防或洪涝灾难时大量排水需要。2.3.3 车站控制方法对于一个控制系统,我们需要在任何地方全部能看到现场工作情况并能够处理故障,对于本系统,我们提供了三种控制方法:现场手动控制:当系统需要进行改动或系统出现故障时,现场工作人员发觉问题后要能立即关闭系统进行处理问题,这就需要我们在工作现场设置一个控制系统,能够手动关闭系统,达成现场手动控制;程序自动关闭系统控制:对于每一个系统,全部有可能出现人不在情况,作为一个自动控制系统,
18、我们应该做到人不在时候,系统能够自己关闭系统,确保设备完好,这就需要程序能够进行自动关闭系统;车站控制室远程控制:作为有工作环境,人不适合进入到实际工作环境,这就需要我们经过软件将现场工作状态显示到电脑上,在任何地点全部能够看到系统工作实况,做到远程控制。2.3.4 处理池故障处理方法当处理池出现故障时,我们应该对其给检修,在检修时我们应该关闭系统然后再进行检修,对于检修故障我们设置了以下2种方法:当系统出现故障时,设置停止按钮使系统停止下来,当停止按钮触发最终一次排水信号,全部进水阀门关闭,排水阀门打开,1号电机和备用电机开启抽水5分钟后系统自动停止工作,确保水池污水得四处理;当电机发生故障
19、时,此时没有些人在工作岗位上时,系统不可继续实施抽水工作。关闭全部排水阀门,不可关闭进水阀门,不然将造成污水溢出,系统发出报警,报警10分钟后自动断电。2.3.5 排水管道选择当地铁排水系统污水有四个不一样起源,其中消防用水和结构渗水能够一起处理,考虑到对不一样程度污水处理方法不一样,对水资源再生利用。对于管道铺设应该分三类不一样管道,分别对应三个不一样污水处理池。其中主排水管道要大于各个污水处理池排除管道,以确保污水能够从地铁站快速排除,当某一个污水来不及处理时,应该将其先排放到第四号污水处理池等候处理。2.3.6 控制方法选择对于本系统控制方法,关键能够采取以下多个方案进行控制:可编程控制
20、系统控制; 继电器控制系统控制;单片机控制系统控制; 工业微机控制系统控制;对于以上多个控制方法,各有优缺点,其各自优缺点见表2-2所表示。表2.2 多个控制方案优缺点控制器类型优点缺点可编程控制系统控制可进行开关量控制,可进行模拟量控制,使用梯形图编程简单易懂,寿命长、可靠性高,控制很灵活。造价较高继电器控制系统控制很强抗干扰能力只能进行开关量,可靠性低,触点数较少,继电器受制约。单片机控制系统控制高集成度,体积小,高可靠性 低电压,低功耗,便于生产便携式产品,控制功效强易扩展 ,价格低廉。抗干扰能力差,故障率高,不易扩展,对环境依靠性强,开发周期长。工业微机控制系统控制快速、实时性强、模型
21、复杂。不能适应恶劣工作环境,抗干扰能力及适应性差。PLC针对工业次序控制,在工业现场有很高可靠性。PLC在电路布局、机械结构及软件设计各方面决定了PLC高抗干扰能力。电路布局方面关键模块全部采取大规模和超大规模继承电路,在输入输出系统中采取完善隔离等通道保护功效;在电路机构上对耐热、防潮、防尘及防震等各方面全部做了周密考虑;在电路硬件方面采取了隔离、屏蔽、滤波及接地等抗干扰技术;在软件上采取了数次滤波及循环扫描、成批输入、成批输出处理技术。全部这些全部使PLC含有很高抗干扰能力,从而使PLC绝对不会出现死机现象。因为PLC品种、型号、规格、功效各不相同,综合多个原因考虑,本设计选择了德国西门子
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