plc的泵站自动化监控系统设计【字数：12216】
摘 要泵站作为城市排水系统的核心，担负着城市排水防涝的重要任务。传统的泵站自动化程度不高，在汛期甚至无法实现及时除涝的功能。为了提高城市排水泵站的排水能力，保障人民生活，本文设计了基于PLC的泵站自动化监控系统，并且结合组态王实现了排水过程的实时监控和调节。系统采用MM440变频器实现对4台水泵电机的变频控制，以S7-300系列PLC作为下位机，组态王作为上位机，上下位机之间通过TCP/IP协议相连，分别利用液位、流量以及压力传感器检测泵站的控制参数，上位机具有数据采集，报警分析，趋势曲线以及报表生成等功能，具有良好的实用性和经济性。
目录
1、绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题的研究现状和趋势 1
1.2.1课题的研究现状 1
1.2.2课题的发展趋势 1
1.3 课题的目的和意义 2
1.4 论文内容简介 2
2、系统总体方案设计 3
2.1泵站监控系统的设计要求 3
2.1.1泵站工艺流程 3
2.1.2需求分析 4
2.2方案的选择 4
2.2.1控制方案的选择 4
2.2.2上位机组态软件的选择 5
2.3总体设计方案的确立 6
3、系统硬件设计 7
3.1传感器的选型 7
3.1.1液位传感器 7
3.1.2电磁流量计 8
3.1.3压力传感器 9
3.2 PLC的型号选型 10
3.3变频器的选型 11
3.4 I/O分配表和控制系统原理图设计 12
4、PLC程序设计 14
4.1泵站主程序的设计与实现 14
4.2 PID控制模块 19
5、系统上位机软件设计 23
5.1 PLC与上位机的通信 23
5.2人机界面 24
5.3趋势曲线 24
5.4报表生成 25
6、系统调试 26
6.1硬件调试 26
6.2软件调试 26
7、总结与体会 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
28
7.1总结 28
7.2体会 28
7.3对环境及社会可持续发展的影响 29
致谢 30
参考文献 31
1、绪论
1.1 课题研究背景
据国家统计局统计，截止到2018年年底，城镇常住人口83137万人，比上年末增加1790万人；乡村常住人口56401万人，减少1260万人；城镇人口占总人口比重59.58%，比上年末提高1.06个百分点。随着我国的城镇化不断推进，城市雨、污水排放量也日益增高。从而引起了广泛关注。为了保证市民的生活，防止洪涝的发生，建立科学而又高效的泵站自动化监控系统显得十分重要。
水资源与人类的生活密切相关，尤其是在居民生活和生产中。受多种因素的制约，排水泵站的建设存在许多问题，其中最严峻的便是泵站的自动化水平低下，因此需要对泵站自动化监控系统深入研究，建设科学合理的排水监控系统。
1.2课题的研究现状和趋势
1.2.1课题的研究现状
如今，在中小型泵站方面，国内的不少的泵站机组的控制，运行以及监控基本依靠靠手动操作。这种传统的泵站运行模式，不仅对于人力造成了不少的浪费，而且工作效率低下。当下，随着智能化的推进，在国内大型泵站方面，都有专门的自动化控制系统的设计安装，但也只是极少数，而且大部分情况下，也无法对于具体的运行过程实行控制。
和国外的泵站发展相比，我国的泵站监控系统存在着许多的不足之处：
设计标准的缺失是一大问题，随着时代的发展，自动化技术的推进，虽然我国一大部分行业都已经开始使用计算机技术，自动化控制技术。但是设计指标的尚未问世，导致虽然不断有智能化的泵站监控系统的出现，然而各不相同，在系统扩展和连接兼容方面还是存在着很大的困难。
我国存在许多的传统泵站，许多泵站已有许多年的岁月，或是年久失修，或是多次的修缮而导致环境的破坏严重，而且，有些设备功能的缺失，导致了许多泵站的无法运行。
通信协议方面的问题，由于设计元器件兼容性以及各个方面的问题，导致了数据传输的失败。在交流和发展方面形成了不小的障碍。
1.2.2 课题的发展趋势
时代的飞速发展，带来的是先进的技术。过去的泵站监控系统相对传统，具体调试好维护基本靠人工来完成，想要更新更是一大难题。进入21世纪以来，传感器技术、网络技术以及图形化UI处理技术相继进入大众视野，发展迅速，原来老旧的升级和扩展困难的问题得到改善。采用PLC+PC的控制方式，自动化程度高，可靠性好，必将成为泵站监控系统的发展趋势。
图形化UI界面技术的飞速发展，为监控系统的画面等实时监控功能创造了良好的条件，通过组态软件来进行泵站监控系统的开发，简洁明了，便于理解，为监控系统的设计提供了方向。
随着计算机技术的不断发展，泵站自动化监控系统的智能化程度也会不断提高。时代在前进，人们也在改变。对于控制系统的功能要求的不断提高使得传统的控制系统被淘汰。然而智能化控制引领着人们向前迈进，这又将成为自动化控制系统的发展趋势。
1.3 课题的目的和意义
目的：本课题的研究是为了针对日益增长的城市排水现状问题，传统人工的排水效率低下，倘若暴雨来临，排水不通畅，市区内多处地方会出现积水，甚至整体水位上升，导致洪涝灾害的发生，这极大地影响了正常的工作和生活。泵站在水资源的调度管理中承担着重要作用。通过自动化监控系统对水泵的调节和管理，实现水泵的高效运行，能够有效缓解日益严峻的排水现状。
意义：实现泵站自动化监控的现实意义主要表现在以下几点：
（1）安全性建设
泵站监控系统通过对于重要信息参数的实时监控，一旦出现突发状况，可以迅速采取报警和紧急事故停机机制，保证泵站的安全运行。
（2）提高泵站运行效率，降低成本
系统通过对于水量，液位以及管道流量和压力等历史参数的搜集，自动调节此次此刻泵站的运行台数和时间，大大提高泵站运行效率。
（3）历史数据和实时数据的记录，方便管理
泵站自动化监控系统可以实时记录数据，并且保存生成记录表，管理人员可以时刻对泵站所记录的历史数据进行分析，然后进行对泵站的维护。
因此，运用泵站组自动化监控技术，既能保证泵站设备的高效运行，又可以带来良好的经济效益。这对泵站自动化技术和运行管理水平的提高，具有很大的现实意义。
目录
1、绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题的研究现状和趋势 1
1.2.1课题的研究现状 1
1.2.2课题的发展趋势 1
1.3 课题的目的和意义 2
1.4 论文内容简介 2
2、系统总体方案设计 3
2.1泵站监控系统的设计要求 3
2.1.1泵站工艺流程 3
2.1.2需求分析 4
2.2方案的选择 4
2.2.1控制方案的选择 4
2.2.2上位机组态软件的选择 5
2.3总体设计方案的确立 6
3、系统硬件设计 7
3.1传感器的选型 7
3.1.1液位传感器 7
3.1.2电磁流量计 8
3.1.3压力传感器 9
3.2 PLC的型号选型 10
3.3变频器的选型 11
3.4 I/O分配表和控制系统原理图设计 12
4、PLC程序设计 14
4.1泵站主程序的设计与实现 14
4.2 PID控制模块 19
5、系统上位机软件设计 23
5.1 PLC与上位机的通信 23
5.2人机界面 24
5.3趋势曲线 24
5.4报表生成 25
6、系统调试 26
6.1硬件调试 26
6.2软件调试 26
7、总结与体会 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
28
7.1总结 28
7.2体会 28
7.3对环境及社会可持续发展的影响 29
致谢 30
参考文献 31
1、绪论
1.1 课题研究背景
据国家统计局统计，截止到2018年年底，城镇常住人口83137万人，比上年末增加1790万人；乡村常住人口56401万人，减少1260万人；城镇人口占总人口比重59.58%，比上年末提高1.06个百分点。随着我国的城镇化不断推进，城市雨、污水排放量也日益增高。从而引起了广泛关注。为了保证市民的生活，防止洪涝的发生，建立科学而又高效的泵站自动化监控系统显得十分重要。
水资源与人类的生活密切相关，尤其是在居民生活和生产中。受多种因素的制约，排水泵站的建设存在许多问题，其中最严峻的便是泵站的自动化水平低下，因此需要对泵站自动化监控系统深入研究，建设科学合理的排水监控系统。
1.2课题的研究现状和趋势
1.2.1课题的研究现状
如今，在中小型泵站方面，国内的不少的泵站机组的控制，运行以及监控基本依靠靠手动操作。这种传统的泵站运行模式，不仅对于人力造成了不少的浪费，而且工作效率低下。当下，随着智能化的推进，在国内大型泵站方面，都有专门的自动化控制系统的设计安装，但也只是极少数，而且大部分情况下，也无法对于具体的运行过程实行控制。
和国外的泵站发展相比，我国的泵站监控系统存在着许多的不足之处：
设计标准的缺失是一大问题，随着时代的发展，自动化技术的推进，虽然我国一大部分行业都已经开始使用计算机技术，自动化控制技术。但是设计指标的尚未问世，导致虽然不断有智能化的泵站监控系统的出现，然而各不相同，在系统扩展和连接兼容方面还是存在着很大的困难。
我国存在许多的传统泵站，许多泵站已有许多年的岁月，或是年久失修，或是多次的修缮而导致环境的破坏严重，而且，有些设备功能的缺失，导致了许多泵站的无法运行。
通信协议方面的问题，由于设计元器件兼容性以及各个方面的问题，导致了数据传输的失败。在交流和发展方面形成了不小的障碍。
1.2.2 课题的发展趋势
时代的飞速发展，带来的是先进的技术。过去的泵站监控系统相对传统，具体调试好维护基本靠人工来完成，想要更新更是一大难题。进入21世纪以来，传感器技术、网络技术以及图形化UI处理技术相继进入大众视野，发展迅速，原来老旧的升级和扩展困难的问题得到改善。采用PLC+PC的控制方式，自动化程度高，可靠性好，必将成为泵站监控系统的发展趋势。
图形化UI界面技术的飞速发展，为监控系统的画面等实时监控功能创造了良好的条件，通过组态软件来进行泵站监控系统的开发，简洁明了，便于理解，为监控系统的设计提供了方向。
随着计算机技术的不断发展，泵站自动化监控系统的智能化程度也会不断提高。时代在前进，人们也在改变。对于控制系统的功能要求的不断提高使得传统的控制系统被淘汰。然而智能化控制引领着人们向前迈进，这又将成为自动化控制系统的发展趋势。
1.3 课题的目的和意义
目的：本课题的研究是为了针对日益增长的城市排水现状问题，传统人工的排水效率低下，倘若暴雨来临，排水不通畅，市区内多处地方会出现积水，甚至整体水位上升，导致洪涝灾害的发生，这极大地影响了正常的工作和生活。泵站在水资源的调度管理中承担着重要作用。通过自动化监控系统对水泵的调节和管理，实现水泵的高效运行，能够有效缓解日益严峻的排水现状。
意义：实现泵站自动化监控的现实意义主要表现在以下几点：
（1）安全性建设
泵站监控系统通过对于重要信息参数的实时监控，一旦出现突发状况，可以迅速采取报警和紧急事故停机机制，保证泵站的安全运行。
（2）提高泵站运行效率，降低成本
系统通过对于水量，液位以及管道流量和压力等历史参数的搜集，自动调节此次此刻泵站的运行台数和时间，大大提高泵站运行效率。
（3）历史数据和实时数据的记录，方便管理
泵站自动化监控系统可以实时记录数据，并且保存生成记录表，管理人员可以时刻对泵站所记录的历史数据进行分析，然后进行对泵站的维护。
因此，运用泵站组自动化监控技术，既能保证泵站设备的高效运行，又可以带来良好的经济效益。这对泵站自动化技术和运行管理水平的提高，具有很大的现实意义。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/1178.html
