plc的雨水回收设备控制系统设计
日 期 2019年03月 摘 要本文主要介绍了基于PLC的雨水回收设备控制系统的设计，综合运用PLC通讯、传感器模拟量与工程的转换、变频器的参数设置、EPLAN绘制电气原理图、CAD绘图等一系列知识与软件运用来完成PLC控制程序与人机界面画面设计，并对调试过程中出现的问题进行判断和维护。利用PLC控制雨水回收设备，减少了人力资源的使用，同时，它还提高了使用设备的人员和公司的效率，减少了人员误操作引起的一系列问题。
目录
引言 1
一、雨水回收设备概述 2
（一）设备运行概述 2
（二）主要参数 4
二、控制系统电气回路设计 4
（一）绘图软件的选择 4
（二）电气回路设计 5
三、控制系统硬件配置 8
（一）元器件选用 8
（二）电气元件安装 9
四、程序编写与厂内调试 11
（一）PLC程序编写 11
（二）触摸屏画面编辑 15
（二）厂内调试 18
五、现场调试 21
（一）现场设备接线检查 21
（二）系统上电手动运行 22
（三）系统上电自动运行 23
总结 24
致谢 25
参考文献 26
引言
我国水资源短缺，水资源分布不均匀，尤其是大部分以城市为中心的地带，全国超过700个地级市以上城市之中，有400多座城市面临缺水或严重缺水的情况，且逐年呈现递增趋势，以致于国家必须耗费巨资建设调水工程。雨水是自然界中质量较高的淡水资源。经过简单处理，可实现厕所冲洗、道路喷洒、绿化、灌溉等功能。雨水回收具有明显的节水效果。雨水回收利用处理系统是按要求收集雨水，经处理后达到设计和使用标准的系统。现在多数由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统和供水系统等构成。
本控制系统就是通过PLC来完成对弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统和供水系统的流程控制，根据各个开关量条件以及模拟量数据使整个雨水回收设备有条不紊的展开工作，最终达到雨水回收设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
备的无人化自动操作。 一、雨水回收设备概述
本雨水回收设备控制系统是为博世汽车部件（南京）有限公司户外雨水收集管路配套的控制系统，如图11所示。本系统主要是通过控制接触器和继电器的开闭使相关泵组和电磁蝶阀达成一定逻辑运行，使户外降雨经过由本控制系统控制的弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统和供水系统完成雨水净化达到日常绿化浇灌的使用目的。
图11 雨水回收设备控制柜
（一）设备运行概述
图12所示为雨水回收设备控制系统工作流程图，设备运行过程如下：
首先，雨水经过室外雨水收集管路进入雨水收集池，由于处于降雨初期雨水收集管道收集的雨水污染物和杂物较多，进入雨水收集池后到指定液位后，雨水收集池弃流泵延时工作将初期雨水排放至城市下水管道，此后在满足液位的条件下，雨水收集池弃流泵停24小时，运行5分钟往复循环。
随着雨水收集池的雨水不断增加，雨水将从雨水收集池的溢流口流至蓄水池，当蓄水池雨水到达低液位时，反洗泵和排污泵需要停24小时，运行5分钟往复循环，目的是搅拌蓄水池池底污泥并排出至城市下水管道，提高蓄水池中的雨水质量。当清水池的液位低于中上液位，蓄水池达到低液位时，蓄水池提升泵开始工作将蓄水池雨水经除藻剂和全自动过滤器消毒杀菌后提升至清水池(除藻剂计量泵与提升泵联动，全自动过滤器常通电)，当清水池液位提升至高液位时，蓄水池提升泵停止工作。当清水液位高于中下液位，供水泵根据预先设定管道供水压力开始PID运行，当清水池低于低液位时，供水泵停止工作。
图12 系统工作流程图
当清水池液位低于中下液位时，自来水补水阀打开，自来水向清水箱补水，直到清水箱液位达到高液位时，自来水补水阀关闭。自来水补水阀是保证无雨季节，雨水回收系统能够提供绿化用水满足业主绿化作业。
因为整个管路系统和设备都潜埋于地下，为防止管路破损等意外情况导致设备间被淹进而影响整个系统的正常运作，安装控制柜等设备的设备有一处集水槽，当发生意外情况时，设备间集水槽液位达到指定高度，设备间排污泵开始工作，保证设备间不被积水淹没。
因为整个管路系统和设备都潜埋于地下，当暴雨季节来临，地下水急速增加可能会导致整个潜埋于地下的系统破土而出，这时就需要将系统周围地下水及时排空，降水井中降水泵正好担负起这个责任，当降水井液位达到指定高度，降水泵开始工作，保证了系统周围的地下水含量不至于威胁雨水回收系统的正常工作。
（二）主要参数
1.电压：380VAC±10%；
2.频率：50HZ±1%；
3.相数：三相；
4.设备功率≤20KW；
5.工作环境要求环境温度为1040摄氏度；
6.空气相对湿度：不大于90%；
7.海拔高度：1200米以下；
8.无爆炸危险介质，无腐蚀性气体和导电性粉尘等；
二、控制系统电气回路设计
（一）绘图软件的选择
1.绘图软件的比较
常用绘制原理图软件有CAD和EPLAN，EPLAN电气绘图相较于CAD有着巨大优势，其中二者常见功能的对比如表21所示。
表21 CAD与EPLAN对比
对比内容
CAD平台下
EPLAN平台下
标准化设计
标准化程度较低，不同电气工程师绘制的电气原理图差距较大
推行标准化绘图理念，依靠符号、图框、表格、部件库、字典等各种规则设定实现紧跟国际标准的文件
符号
手动绘制，不标准不统一
标准符号库，直接调用使用
绘图连线
手工绘制
自动生成
跨页关联/符号关联
人工统计，容易错，不容易修改，耗时
自动生成，节省时无错误
目录
引言 1
一、雨水回收设备概述 2
（一）设备运行概述 2
（二）主要参数 4
二、控制系统电气回路设计 4
（一）绘图软件的选择 4
（二）电气回路设计 5
三、控制系统硬件配置 8
（一）元器件选用 8
（二）电气元件安装 9
四、程序编写与厂内调试 11
（一）PLC程序编写 11
（二）触摸屏画面编辑 15
（二）厂内调试 18
五、现场调试 21
（一）现场设备接线检查 21
（二）系统上电手动运行 22
（三）系统上电自动运行 23
总结 24
致谢 25
参考文献 26
引言
我国水资源短缺，水资源分布不均匀，尤其是大部分以城市为中心的地带，全国超过700个地级市以上城市之中，有400多座城市面临缺水或严重缺水的情况，且逐年呈现递增趋势，以致于国家必须耗费巨资建设调水工程。雨水是自然界中质量较高的淡水资源。经过简单处理，可实现厕所冲洗、道路喷洒、绿化、灌溉等功能。雨水回收具有明显的节水效果。雨水回收利用处理系统是按要求收集雨水，经处理后达到设计和使用标准的系统。现在多数由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统和供水系统等构成。
本控制系统就是通过PLC来完成对弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统和供水系统的流程控制，根据各个开关量条件以及模拟量数据使整个雨水回收设备有条不紊的展开工作，最终达到雨水回收设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
备的无人化自动操作。 一、雨水回收设备概述
本雨水回收设备控制系统是为博世汽车部件（南京）有限公司户外雨水收集管路配套的控制系统，如图11所示。本系统主要是通过控制接触器和继电器的开闭使相关泵组和电磁蝶阀达成一定逻辑运行，使户外降雨经过由本控制系统控制的弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统和供水系统完成雨水净化达到日常绿化浇灌的使用目的。
图11 雨水回收设备控制柜
（一）设备运行概述
图12所示为雨水回收设备控制系统工作流程图，设备运行过程如下：
首先，雨水经过室外雨水收集管路进入雨水收集池，由于处于降雨初期雨水收集管道收集的雨水污染物和杂物较多，进入雨水收集池后到指定液位后，雨水收集池弃流泵延时工作将初期雨水排放至城市下水管道，此后在满足液位的条件下，雨水收集池弃流泵停24小时，运行5分钟往复循环。
随着雨水收集池的雨水不断增加，雨水将从雨水收集池的溢流口流至蓄水池，当蓄水池雨水到达低液位时，反洗泵和排污泵需要停24小时，运行5分钟往复循环，目的是搅拌蓄水池池底污泥并排出至城市下水管道，提高蓄水池中的雨水质量。当清水池的液位低于中上液位，蓄水池达到低液位时，蓄水池提升泵开始工作将蓄水池雨水经除藻剂和全自动过滤器消毒杀菌后提升至清水池(除藻剂计量泵与提升泵联动，全自动过滤器常通电)，当清水池液位提升至高液位时，蓄水池提升泵停止工作。当清水液位高于中下液位，供水泵根据预先设定管道供水压力开始PID运行，当清水池低于低液位时，供水泵停止工作。
图12 系统工作流程图
当清水池液位低于中下液位时，自来水补水阀打开，自来水向清水箱补水，直到清水箱液位达到高液位时，自来水补水阀关闭。自来水补水阀是保证无雨季节，雨水回收系统能够提供绿化用水满足业主绿化作业。
因为整个管路系统和设备都潜埋于地下，为防止管路破损等意外情况导致设备间被淹进而影响整个系统的正常运作，安装控制柜等设备的设备有一处集水槽，当发生意外情况时，设备间集水槽液位达到指定高度，设备间排污泵开始工作，保证设备间不被积水淹没。
因为整个管路系统和设备都潜埋于地下，当暴雨季节来临，地下水急速增加可能会导致整个潜埋于地下的系统破土而出，这时就需要将系统周围地下水及时排空，降水井中降水泵正好担负起这个责任，当降水井液位达到指定高度，降水泵开始工作，保证了系统周围的地下水含量不至于威胁雨水回收系统的正常工作。
（二）主要参数
1.电压：380VAC±10%；
2.频率：50HZ±1%；
3.相数：三相；
4.设备功率≤20KW；
5.工作环境要求环境温度为1040摄氏度；
6.空气相对湿度：不大于90%；
7.海拔高度：1200米以下；
8.无爆炸危险介质，无腐蚀性气体和导电性粉尘等；
二、控制系统电气回路设计
（一）绘图软件的选择
1.绘图软件的比较
常用绘制原理图软件有CAD和EPLAN，EPLAN电气绘图相较于CAD有着巨大优势，其中二者常见功能的对比如表21所示。
表21 CAD与EPLAN对比
对比内容
CAD平台下
EPLAN平台下
标准化设计
标准化程度较低，不同电气工程师绘制的电气原理图差距较大
推行标准化绘图理念，依靠符号、图框、表格、部件库、字典等各种规则设定实现紧跟国际标准的文件
符号
手动绘制，不标准不统一
标准符号库，直接调用使用
绘图连线
手工绘制
自动生成
跨页关联/符号关联
人工统计，容易错，不容易修改，耗时
自动生成，节省时无错误
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