基于PLC的地铁排水控制系统毕业设计.doc

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XX科技学院

毕业设计〔论文〕

题 目地铁排水控制系统设计

院 〔系〕 电气与信息工程学院
专业班级电自专2021-01
学生XX蒋洪山学号2021630194
指导教师X跃辉职称讲师
评阅教师职称

2021年 5 月 30 日

学生毕业设计〔论文〕原创性声明

本人以信誉声明：所呈交的毕业设计〔论文〕是在导师的指导下进展的设计〔研究〕工作及取得的成果，设计〔论文〕中引用他〔她〕人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得XX科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计〔研究〕所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计〔论文〕作者〔签字〕：
年 月 日

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摘 要

随着城市的开展，城市交通变得越来越拥挤，人们正在寻找另外方便的交通工具，而地铁的出现正恰到好处的解决了该问题，地铁的方便快捷，正成为如今最受欢送的交通工具，因此，研究地铁系统排水系统的收集和排放，具有十分重要的理论意义和实际应用意义。
本文首先介绍了地铁的研究背景和开展现状，然后提出总体设计方案，通过对总体方案的分析，确定水池的数目和电动机的数量，进一步确定系统的硬件与软件组成，确定硬件的型号和应该使用的软件，绘制CAD和流程图来展现系统的主要工作方式，通过PLC程序进展编程控制，利用传感器的水位检测来到达排水目的，最后再对设计的系统提出改良和建议。
关键词：排水 自动控制 PLC 顺序控制

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ABSTRACT

With the development of cities, the traffic is being 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 being the most popular means of transport today 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 program to determine the number and the number of the motor pool, to further determine the hardware and software system ponents, determine the hardware signals and should be used software, CAD drawing and flowcharts to show the system's main work, carried out by the PLC programming control, using sensors to detect water level to achieve the purpose of drainage, and finally suggest improvements and remendations for the design of the system.
Keywords:Drainage; automatic control; PLC; sequence control

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目 录

摘 要 I
ABSTRACTII
1 绪论1
1.1 研究背景1
1.2 研究意义1
1.3 国内研究现状1
1.4 地铁排水设计方法2
2 排水系统总体方案设计3
2.1 地铁水的来源及排放方式3
2.2 排水系统实现的功能3
2.3 系统控制功能设计3
2.3.1 处理池的选择和分配 3
2.3.2 处理池的工作方式 4
2.3.3 车站的控制方式 4
2.3.4 处理池故障处理方式 5
2.3.5 排水管道的选择 5
2.3.6 控制方法的选择 5
3 系统硬件选型7
3.1 输入输出接口确实定7
3.2 系统控制方案图8
3.3 传感器的选择9
3.4 阀门的选择10
3.5 泵的选择10
3.6 电机的选择11
3.7 接触器的选择11
3.8 继电器的选择12
4 系统控制硬件设计13
4.1 系统主电路13
4.2 输入回路13
4.3 输出回路13
5 控制系统的程序设计14
5.1 系统流程图设计14
5.1.1系统的总流程图14
5.1.2 启动程序流程图 16
5.1.3 排水控制流程图 17
5.1.4 满水控制流程图 18
5.1.5 阀门控制流程图 19
5.1.6 定时报警控制流程图 20
5.2 西门子PLC程序的设计21
5.2.1 西门子PLC程序的设计规那么 21
5.2.2 水位检测与显示程序 21
5.2.3 进出水阀门控制程序 22
5.2.4 定时计数程序 22
5.2.5 一台电动机启动程序 23
5.2.6 两台电动机启动程序 24
5.2.7 三台电动机启动程序 24
6 体会与收获 26
7 结论与展望 28
7.1 结论28
7.2课题的展望28
致 29
参考文献 30

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1 绪论

1.1 研究背景
随着社会的越来越进步，人们对出行的需求也越来越高，目前城市的汽车数量增幅较大，直接导致了路面交通形成拥堵，为了解决路面交通拥堵，城市轨道交通成为一种有效疏导地面人流和缓解交通堵塞的重要手段。
地铁车站的设计是地铁总设计中最重要的设计，通过车站的设计能保证乘客方便的坐上地铁，地铁车站的排水设计是车站给排水及防灾设计的主要内容之一，及时排放车站内部的积水，对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义。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展监控，在中央级和车站级进展系统管理。车站设备监控系统对全线各个车站的通风空调系统设备、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展全面且有效的自动化监控及管理，确保设备处于高效，节能，可靠的最正确运行状态，创造一个舒适的地下环境；并能在火灾等灾害或阻塞事故状态下，更好地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的平安和设备的正常运行。

1.2 研究意义
快速轨道交通系统在大都市圈中具有不可替代的作用，对城市的交通构造、城市形态的调整均有着巨大的影响。在大都市圈中，需要考虑城市外围地区与城市中心部之间的严密交通联系，而城际轨道交通系统恰恰正是促进这种交通构造合理化的重要手段。为此，不仅需要重视城市中心部的地铁建立，而且必须给于城际轨道交通以足够的关注。为实现城市公共交通系统较大的分担率，必须加强轨道交通系统的建立，加强地区之间的协调、规划。轨道交通的开展应该纳入都
市圈的开展战略规划，目前将轨道交通作为独立的系统进展规划的方法值得商榷，应当从体制和机构上进展协调。都市开展战略规划中的交通专项规划，应与经济开展政策以及其他交通方式相协调，确定轨道交通系统的开展政策及整体网络布局，最大限度发挥其在地区开展中的作用，合理诱导都市圈的开展，促进地区开展战略目标的实现，为实现可持续开展创造条件。

1.3 国内研究现状
在我国，目前已经有33个城市已经规划轨道交通建立，其中28个城市已获批，且目前、XX、、、、、、、、、

图1.1 全国地铁分布图
、XX等11个城市均已开通地铁。地铁的建立目前已经开展为一个城市交通现代化的重要标识之一，地铁在全国的分布图可见图1-1。

1.4 地铁排水设计方法
而地铁车站中最重要的设计之一就是地铁排水的设计。及时对车站的积水进展排放对对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义。对于地铁排水的控制方法有很多：
①可编程控制系统
②继电器控制系统
③集散控制系统
④工业微机控制系统
⑤单片机控制
由于目前对于地铁的控制要求越来越高，在未来的开展中，我们还需要进展添加新的控制功能，这就需要我们所设计的控制方法能够进展扩展，而可编程控制系统比其他系统的稳定性好，并且还可以扩展模块，所以在本课题的设计中我选择选用可编程控制系统来进展控制地铁的排水功能。
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2 排水系统总体方案设计

2.1 地铁水的来源及排放方式
城市地铁水的来源及排放方式见下表2.1：
表2.1 城市地铁水的来源
来源
排放方式
雨水
城市雨水管网系统
集中空调冷凝水
城市雨水管网系统
构造渗漏废水
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
人员卫生间的污水
城市污水管网系统

2.2 排水系统实现的功能
对于上述产生的几种水，我们需要对其进展不用处理排放，保证地铁周围环境的干净。为了排除这些不同种类的水，我们所设计的系统应该具备以下的功能：
①各种不同的水通过不同的管道排放到不同的处理池，不可将几种水一起排放，造成水的浪费；
②在处理不同水的处理池应设置3个传感器检测水位线和1个报警器，具备能够检测最低水位、排水水位和最高水位，水位到达排水位即可启动电动机排水；
③设置一个备用的水池，以防止由于污水过多导致前面几个污水处理池超过戒备线而溢出；
④设置3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，防止在没有人看管的情况下能够自动停顿带故障运行，防止抽水泵出现故障或者长时间工作导致其损坏；
⑤设置手动停顿操作，防止出紧急现故障时能够手动停顿进展检修。
⑥设置报警信号，能保证系统出现故障的时候自动报警并实现自动关闭系统。

2.3 系统控制功能设计
由于排水管道一般处于地面下，且低于市政所铺设的污水处理管道，不能够自动地排除污水，需要将处理过后的污水通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同的地形，通过多种方案，选取适当方式进展排污。
2.3.1 处理池的选择和分配
对于地铁车站，其污水主要来源于雨水，生活污水，消防用水和构造渗水等几个方面。我们应该对不同的污水进展不同的处理，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收集和处理污水。具体分配如下：
①1号水池用于处理生活污水；
②2号水池用于处理构造渗水和消防用水；
③3号水池用于处理雨水；
④4号水池作为备用水池，可以收集处理任何污水。
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，当水位到达满水位，提示报警。
2.3.2 处理池的工作方式
对于地铁的污水处理池，我们在每个污水处理池设置有进出水阀门，对于不同编号的水池有着不同的处理方式。其具体有以下几种工作方案：
①单一集水池自动排水控制：当有一集水池到达排水位时，自动翻开其排水阀门并启动当前应该工作的电动机进展排水，同时检测水位，当该水池水位到达低水位时，自动关闭其排水电磁阀并停顿排水泵，当水位到达满水位时，关闭进水阀门，防止多余的污水溢出，同时翻开备用水池阀门，将污水收集到备用水池里面。
②先到排水位先抽排水控制：按照集水池先到达排水位的时间先后顺序进展排水。即哪个集水池先到达排水位，就先对该集水池进展排水；
③集水池不同满水情况下的先到排水位先抽的自动排水控制：假设１号排水泵在对某一集水池进展排水的过程中，其它3个集水池中有1个集水池到达排水位等待排水，那么按排水位的时间先后顺序自动再翻开一集水池的排水电磁阀并启动２号排水泵进展排水，且当只剩一个集水池排水时，自动关闭２号排水泵，假设此时还有第三个水池也到达排水位，那么启用第三台电动机进展排水。
经过比拟选择，③号方案最适合，此方案根据集水池不同到达排水位的情况来决定启动排水泵的台数，并按先到达排水位先抽原那么进展自动排水控制，同时充分考虑到可能的消防或洪涝灾害时大量排水的需要。
2.3.3 车站的控制方式
对于一个控制系统，我们需要在任何地方都能看到现场工作状况并能够处理故障，对于本系统，我们提供了三种控制方式：
①现场手动控制：当系统需要进展改动或者系统出现故障时，现场的工作人员发现问题后要能及时关闭系统进展处理问题，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，到达现场手动控制；
②程序自动关闭系统控制：对于每一个系统，都有可能出现人不在的情况，作为一个自动控制的系统，我们应该做到人不在的时候，系统能够自己关闭系统，保证设备的完好，这就需要程序能够进展自动关闭系统；
③车站控制室远程控制：作为有的工作环境，人不适合进入到实际的工作环境，这就需要我们通过软件将现场工作状态显示到电脑上，在任何地点都可以看到系统的工作实况，做到远程控制。
2.3.4 处理池故障处理方式
当处理池出现故障时，我们应该对其给予检修，在检修时我们应该关闭系统然后再进展检修，对于检修故障我们设置了以下2种方式：
①当系统出现故障时，设置停顿按钮使系统停顿下来，当停顿按钮触发最后一次排水信号，所有进水阀门关闭，排水阀门翻开，1号电机和备用电机启动抽水5分钟后系统自动停顿工作，保证水池的污水得到处理；
②当电机发生故障时，此时没有人在工作岗位上时，系统不可继续执行抽水工作。关闭所有排水阀门，不可关闭进水阀门，否那么将导致污水溢出，系统发出报警，报警10分钟后自动断电。
2.3.5 排水管道的选择
本地铁排水系统污水有四个不同的来源，其中消防用水和构造渗水可以一起处理，考虑到对不同程度的污水处理方式的不同，对水资源的再生利用。对于管道铺设应该分三类不同的管道，分别对应三个不同的污水处理池。其中主排水管道要大于各个污水处理池排除管道，以保证污水能够从地铁站迅速排除，当某一种污水来不及处理时，应该将其先排放到第四号污水处理池等待处理。
2.3.6 控制方法的选择
对于本系统的控制方法，主要可以采用以下几种方案进展控制：
①可编程控制系统控制; ②继电器控制系统控制；
③单片机控制系统控制； ④工业微机控制系统控制；
对于以上几种控制方式，各有优缺点，其各自的优缺点见表2-2所示。
表2.2 几种控制方案的优缺点
控制器类型
优点
缺点
可编程控制系统控制
可进展开关量控制，可进展模拟量控制，使用梯形图编程简单易懂，寿命长、可靠性高，控制非常灵活。
造价较高
继电器控制系统控制
很强的抗干扰能力
只能进展开关量，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，控制功能强易扩展 ，价格低廉。
抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强，开发周期长。
工业微机控制系统控制
快速、实时性强、模型复杂。
不能适应恶劣的工作环境，抗干扰能力及适应性差。
PLC针对工业顺序控制，在工业现场有很高的可靠性。PLC在电路布局、机械构造及软件设计各方面决定了PLC的高抗干扰能力。电路布局方面的主要模块都采用大规模与超大规模的继承电路，在输入输出系统中采用完善隔离等的通道保护功能；在电路机构上对耐热、防潮、防尘及防震等各方面都做了周密的考虑；在电路硬件方面采用了隔离、屏蔽、滤涉及接地等抗干扰技术；在软件上采用了数次滤涉及循环扫描、成批输入、成批输出处理技术。所有这些都使PLC具有非常高的抗干扰能力，从而使PLC绝对不会出现死机现象。
由于PLC的品种、型号、规格、功能各不一样，综合多种因素考虑，本设计选择了德国西门子公司的一种小型可编程控制器S7-200系列可编程控制器。SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。

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3 系统硬件选型

3.1 输入输出接口确实定
本次地铁排水控制系统我采用PLC编程来进展控制的，通过PLC的输入输出控制，实现每个排水池的自动排水操作。通过对地铁水来源的分析，我们采用了4个处理池和3台电动机来进展处理污水，每个处理池设置传感器进展满水位、排水位和低水位检测，当水位处于低水位时，低水位指示灯亮，排水阀门关闭，同时电动机处于停顿状态；当水位处于排水位时，排水阀门翻开，低水位指示灯熄灭，排水位指示灯亮，1台电动机启动排水；假设此时还有2号水池到达排水位，那么翻开该水池的排水阀门，同时启用2台电动机进展排水；假设此时还有3号水池也到达排水位，那么启用第3台电动机进展排水；假设此时有水池到达满水位，那么将其多余的水排入4号备用水池。其具体分配件表3-1。
表3.1 I/O分配表
输入点
功能
输出点
功能
I0.0
池1低水位检测
Q0.0
池1进水阀门
I0.1
池1排水位检测
Q0.1
池1排水阀门
I0.2
池1满水位检测
Q0.2
池2进水阀门
I0.3
池2低水位检测
Q0.3
池2排水阀门
I0.4
池2排水位检测
Q0.4
池3进水阀门
I0.5
池2满水位检测
Q0.5
池3排水阀门
I0.6
池3低水位检测
Q0.6
池4进水阀门
I0.7
池3排水位检测
Q0.7
池4排水阀门
I1.0
池3满水位检测
Q1.0
池1低水位指示
I1.1
池4低水位检测
Q1.1
池1排水位指示
I1.2
池4排水位检测
Q2.0
池1满水位指示
I1.3
池4满水位检测
Q2.1
池2低水位指示
I1.4
一台电机故障检测
Q2.2
池2排水位指示
I1.5
二台电机故障检测
Q2.3
池2满水位指示
I2.0
三台电机故障检测
Q2.4
池3低水位指示
I2.1
启动
Q2.5
池3排水位指示
I2.2
停顿
Q2.6
池3满水位指示

Q2.7
池4低水位指示

Q3.0
池4排水位指示

Q3.1
池4满水位指示

Q3.2
第一台电机运行指示

Q3.3
第二台电机运行指示

Q3.4
第三台电机运行指示

Q3.5
第一台电机工作时间指示灯

Q3.6
第二台电机工作时间指示灯

Q3.7
第三台电机工作时间指示灯

Q4.0
第一台电机故障报警指示

Q4.1
第二台电机故障报警指示

Q4.2
第三台电机故障报警指示
由表3-1可以看出，本次共需要17个输入接口，29个输出接口，而实验室的西门子西门子S7-200 CPU224型PLC有22输入18输出，输入满足条件，输出不够，这应该添加扩展模块。

3.2 系统控制方案图
对于一个系统，我们应该有其工作的方案图，通过工作的方案图，可以明显的看出系统的工作过程，对于本系统，我有以下设计：
①设计了四个水池，每个水池都有进出水阀门，每个阀门引一条线给予控制器，通过控制器的控制来确定阀门的开关；
②设计了三个电动机，每个电动机有一个驱动器来进展驱动，电动机来带动水泵的运行，水泵的排水管道进入市政不同的排水沟；
③每台电动机有过电流反应信号，通过这个信号，可以确保电机不会因为电流过大而导致损坏；
④本系统有声光报警信号，可以提供故障报警；
⑤本系统设计了PC数据口接线，可以进展与PC通讯。
图3.1 系统控制方案图

3.3 传感器的选择
LC-SW1型水位传感器容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进展比拟，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出"开""关"的指令，保证容器到达设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供应热媒的电动阀发出"开"的指令，于是系统开场对容器内的水进展加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有到达平安水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而防止了热量的损失与事故的发生。

3.4 阀门的选择
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，ZBSF不锈钢电磁阀为分步动作直接先导式电磁阀，根据断电时所处开关状态的不同，可分为常闭电磁阀和常开电磁阀。常闭电磁阀，线圈通电后衔铁在电磁力作用下先带动副阀工启，主阀形成的介质压差和电磁力的作用下而开启。线圈断电，衔铁部件复位，主副阀利用介质压力而严密关关闭。
常开电磁阀，线圈通电后，衔铁在磁力作用下下移，推动副阀阀塞下移，直到和副阀座压紧，副阀关闭，由于主阀阀杯上下压差趋于相等，主阀阀杯由磁力和自重压紧严密封面，阀门关闭。线圈断电，磁力为零，衔铁和副阀阀塞由弹簧作用上升，副阀翻开，主阀阀杯内介质经副阀流走，压力下降，主阀阀杯由下下压差作用向上升起，主阀翻开，阀门开启。

图3.1 阀门构造图

3.5 泵的选择
GDD型泵是管道式安装的立式单级单吸清水离心泵，广泛应用于农业给排水、自来水加压、高层建筑消防生活供水以及空调冷暖循环系统，主要供输送稀释的、不腐蚀的清水及物理化学性质类似水，不含固体颗粒或纤维的液体。
GDF250-20性能参数：
表3.2 GD250-20 水泵详细参数
品牌：冠星水泵
型号：GD250-20
材质：铸铁
性能：防爆
用途：管道泵
泵轴位置：边立式
叶轮构造：封闭式叶轮
叶轮吸入方式：单吸式
流量：327〔m3/h〕
叶轮数目：6
扬程：20〔m〕
汽蚀余量：3.5〔m〕
轴功率：2.4〔kW〕
吸入口径：250〔mm〕
排出口径：250〔mm〕
构造原理：喷射泵
规格：GD40-15
3.6 电机的选择
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子构造的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机构造简单、运行可靠、重量轻、价格廉价，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。
表3.3 Y90L-2 电机详细参数
型号
Y90L-2
额定功率
2.2kw
额定转速
2840r/min
额定电流
4.7A
效率
82%
功率因数
cosφ=0.86
堵转电流
7.0A
堵转转矩
2.2
最大转矩
2.2
由于本系统仅控制电机的启停与工作状态的保持，只需让电机保持在额定功率的运行即可，应选用本钱较低的鼠笼式三相异步电机。

3.7 接触器的选择
对于本系统，应该采用交流接触器，交流接触器主要由四局部组成:(1) 电磁系统，包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统，包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；
(3)灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头。
查新简明电工手册选择CJXIF-9型交流接触器
主要技术参数:
①额定电流:9A
②线圈控制电压：220V
③可控电动机的最大功率4KW
④操作频率1000次/时
⑤机械寿命150000次

3.8 继电器的选择
选择JZ7-62中间继电器
适用于交流50Hz或60Hz，交流电压至380V，直流电压至220V的控制电路中，用来控制各种电磁线圈，以使信号放大或将信号同时传递给有关控制元件。继电器符合GB14048.5-1993、IEC60947-5-1修正件No.1〔1999〕。
正常工作条件及安装条件
① 海拔不超过2000M
② 周围空气温度上限值不超过40℃，下限值不低于-5℃。
③ 空气的相对湿度不大于85%
④ 与垂直面的倾斜度不超过5°
⑤ 无显著摇动和冲击振动地方
⑥ 在无爆炸危险的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和尘埃〔包括导电尘埃〕
构造特征
① 继电器的构造为开启型、空气电磁式，动作构造为直动式，产品躯壳用热固体性塑料制成，整个构造紧凑，使用方便。
② 继电器的触头系统为双断点桥式构造，分上、下两层排列，每层各装四对触点。
③ 为减轻继电器在闭合过程中的铁芯撞击和触头振动，铁芯采用弹性固定，有利于使用寿命的延长。继电器的接线端采用瓦型垫圈，接线方便可靠。
技术参数
型号 JZ7-62;额定电压交流380V;直流220V;消耗功率启动75V*A;吸持13V*A;操作频率1200次/H;外形尺寸/mm 60X52X9054X30/2-5。
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4 系统控制硬件设计

4.1 系统主电路
系统主电路的线路采用了三相四线制，三台电动机由KM1、KM2、KM3电动机有分别控制启动与停顿，每台电动机配有过电流保护，防止因为电流过大而烧坏电动机。对于PLC局部那么是由空气开关QF2来决定其是否启动，PLC采用的是24V直流电源，所以需要一个变压器进展变压，对于整个主回路，我设置了一个空气开关QF1，只有闭合了QF1方可以启动电动机，断开QF1，那么整个主回路将关闭。具体电路图将附录一。

4.2 输入回路
对于输入回路，我采用了18个输入回路，通过18个按钮SB进展控制，通过这些输入回路按钮SB的翻开与关闭，可以实现电动机的启动和停机，通过输入回路的状态监测，使其对输出回路进展控制，到达控制不同情况下水池的排水需求。在CAD的设计图纸上，我设计了3个输出回路图纸，具体图纸见附录一。

4.3 输出回路
对于输出回路，我设计了28输出，用来监测各种不同状态，通过输入回路给出的信号，我们可以对水位的上下进展监测，对四个水池的阀门进展翻开和关闭，以此来保证水池的水位正常。在CAD的设计图纸上，我用了4个输出回路的图纸来进展绘制，图纸详见附录一。
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5 控制系统的程序设计

5.1 系统流程图设计
对于一个好的设计，必须要有流程图的设计，流程图的设计构造清晰，逻辑性强，便于描述，容易理解。对于流程图的设计的设计，我们应该遵循以下原那么：
①对于有判断的语句，应该用菱形进展表示，且还应该有Y/N进展标明；
②所有的线段都要做到对整齐，应该用连接符连接，不使用线条连接，这样可以做到没有歪斜，线段之间连接需要到位，没有死循环。
对于本系统，我设计绘画了以下几个流程图：
①系统总流程图，通过总流程图可以初步了解本系统的工作过程和原理；
②启动程序流程图，通过自检来确保线路没有损坏，保证系统正常运行；
③排水控制流程图，对于本系统要求就是排水，通过排水控制系统，可以实现各种情况下不同水位的处理，保证系统正常运行；
④满水控制流程图，对于水池，总有局部时候会到达满水，这时候我们就应该讲多余进展处理，所以对于系统满水时，我们应该及时处理，防止污水发生外泄，通过满水控制系统，能够完美防止这类情况的发生；
⑤阀门控制流程图，为了保证污水及时得到处理，此系统中阀门那么是最重要的，阀门的开关是否合理，直接影响污水处理的效果，通过阀门控制流程图，可以实现各个阀门有序的控制；
⑥定时报警控制流程图，对于任何一个系统，都需要一个准确的定时系统，才能准确无误的进展控制各种开关，在本系统中，通过定时控制流程图，可以实现电机的替换和故障时系统的关闭；

5.1.1系统的总流程图
对于系统的总流程图，应该反映整个系统的工作过程，对于本系统的设计，从系统总流程图可以看出系统具备以下功能：
①在系统上电后，会立即进展自检，在确保各个局部没有故障后，方可正常启动，一旦有局部出现故障，这应该自动启动故障处理程序，用指示灯进展指示并发出报警，由在场的工作人员断开电源，进展故障处理，处理完毕后再上电检测，确认各个局部没有问题后再启动系统；
②当没有人存在的情况下，系统出现了故障，系统设置一个自动关闭程序，用一个定时器进展定时，定时一定时间后自动关闭系统，保证仪器和设备的完好；
图5.1 系统的总流程图
任意电机故障
Y
翻开备用水池进水阀门
任意一水池到达排水位 排水阀门翻开
启动当班排水机组
启动第二台排水机组
启动第三台排水机组
任意三水池池到达排水位 排水阀门翻开
任意二水池池到达排水位 排水阀门翻开
检测各水池水位
系统启动并自检

报警并启动报警子程序

N

定时10分钟后系统断电

启动系统

所有水池都处于排水位以下

抽水机进入待命状态
N
Y

满水池>=3
N

Y

满水池<=2

关闭备用水池进水阀门

5.1.2 启动程序流程图
对于每一个系统，系统的启动是十分最要的的，只有系统正常启动，才能保证系统下一步顺利进展，对于本系统的启动程序，我设计的流程图如图5.2。

开 始

系统通电自检

N

报警并启用报警程序

Y

检修无误

手动关闭程序进展检修
10分钟后自动关闭程序，等待检修

按下启动按钮启动程序

检修完毕

按下停顿按钮完毕程序

图5.2 启动程序流程图

通过以上的启动流程图可以看出本系统在启动方面有以下几个特点：
①系统可以通电自检，有问题的时候不