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1、随着时代的发展，人们的居住和交通都变得越来越便利。然而，由于人们的日常活动和消费，污染物的排放量却越来越多。如果我们想要解决这个问题，就必须从多个角度来考虑。我们应该努力改善现状，并确保我们的污染物得到妥善的处置。通过实际应用，我们可以看出，城市污水处理设施的建设与“水环境”的制定密切相关，它的排放标准、操作质量、执法效率都会直接影响到“水环境”的制定。随着城市的发展，人们的需求也越来越大，特别是在智能化与自动化的应用上。因此，我们的研究重点是探索如何通过PLC技术的运用来改善城市的自动化排水设施，并通过构建区域协同的方法来实现这一目标。我们的目标是通过这项工作来增强城市的自动化程度，并为其发
2、展做出贡献。在研究过程中，我们对污水排水的自动控制功能和性能进行了深入的分析，以确保污水区域联动自动排水装置的软件和硬件设计能够满足要求，并且经过精心的调试，使得该系统能够得到有效的应用。为了更好地满足系统的需求，我们需要解决两个关键问题：首先，如何确保PLC的有效运用，以提升实际效果；其次，如何完善区域联动系统，实现全面的管理和高效的运行。关键词：区域联动；PLC；城市污水；自动排水;ABSTRACTWiththeaccelerationofurbanization,urbanwaterconsumptioncontinuestoincrease,sewagegenerationalsoin
3、creases,howtoimprovesewagetreatmentcapacity,underthistrend,toensurethatsewagedischargetomeettheactualdemandhasbecomeafocusofsocialattention.Thisworkisnotonlyrelatedtotheconstructionofurbanenvironment,butalsohasagreatimpactonwaterresourcesprotectionandwatersecurity,soitisnecessarytostrengthenresearch
4、onrelevantaspects.Fromapracticalpointofview,urbansewagedrainagesystemisanimportantpartofrelatedwork,anditsdrainagecapacity,operationalsafety,regulatoryeffect,etc.willdirectlyaffecttheurbanwaterenvironment,andurbandevelopmenthasanincreasingdemandforit,especiallyinintelligenceandautomation.Therefore,t
5、hisstudytakestheresearchofurbanautomaticdrainagedeviceasthemaincontenttoinnovatefromtheperspectiveofPLCapplicationandregionallinkagemodeestablishment,andiscommittedtoimprovingtheservicecapacityofurbanautomaticdrainagesystemandprovidingsupportforurbandevelopment.Theanalysisoftheautomaticcontrolfuncti
6、onandperformancerequirementsofsewagedrainage,softwareandhardwaredesignoftheautomaticdrainagedeviceforsewagearealinkage,andoperationanddebuggingofthesystemtoensureitspracticalapplicationwereallconductedduringtheresearchwork.Twoissuesmustbeaddressed:first,toguaranteethesuccessfulutilizationofPLCthroug
7、houttheentiresystemandaugmenttheactualoutcome.Secondly,toenhancetheconstructionofregionallinkagesystems,therebyattainingtotalregulation,excellence,andproductivity.Keywords:Regionallinkage；PLC；Municipalsewage；Automaticdrainag摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 研究目的与意义11.2 研究现状21.2.1 国外研究现状21.2.2 国内研究现状21.3 设计的基本内
8、容41.4 研究内容41.4.1 主要内容41.4.2 章节介绍5第二章方案设计62.1方案对比62.1.1 以PIC作为控制器62.1.2 以单片机作为控制器72. 2方案选择82.3章节小结8第三章元器件选型及控制系统硬件设计93. 1PLC选型93. 2元器件选型10321传感器选型10322模拟量选择143.3.11/0点分配163.4低压电器的选择19341低压断路器19342熔断器19343继电器203.4.4触摸屏203. 5本章小结21第四章控制系统软件设计及仿真224. 1.软件的选择224.2水位自动检测与控制234.3区域联动的实现244.4水位传感器程序设计254.5水
9、泵轮换交替运行的实现254.6温度传感器程序设计264.7调试与仿真28471调试设计281.7.2 调试过程291.7.3 仿真结果294. 8章节小结31第五章工程影响分析315.1设备对环境的影响315. 2设备安全性分析315. 3设备经济性分析315. 4法律分析325. 5设备对社会的影响325. 6本章小结32第六章总结与展望335. 1总结335. 2展望33参考文献35致谢37第一章绪论1.1 研究目的与意义随着全球城镇化的持续推动，人们的日常饮食和居住活动对环境的影响越来越大，而且，由于城镇的发展，污染物的排放量和使用率都呈现出上升的态势，因此，如何有效的改善和优化污染物的
10、处置，以确保其符合当前的环境要求，已经成为当务。为了更好地改善城市的环境，以及确保人们的饮用水的安全，我们必须在技术、制度、设施、监督等方面进行更多的努力，特别是在生活垃圾的有效控制与处置上，要深入研究，以期达到更好的效果，并有效地改善城市的垃圾处置质量。为了满足当前的需求，我们必须不断提高城市污水处理设施的智能化和自动化水平程度，以降低设施的故障率，确保污水的流量顺利。本项目旨在研究城市自动排水系统，以建立区域联动模式为基础，根据城市污水排放的实际情况和需求，设计出一种区域联动的自动排水控制技术，并对其功能和性能进行分析，以期望解决极端天气（如暴雨）导致的地面大面积积水的问题，进而提高城市自
11、动排水系统的服务能力，为城市的可持续发展提供有力的支撑。设计的意义：为了更好地探索区域联动自动排水装置的可能性，我们开始大力发掘与此领域的新发现，以及更多的可能性。这些发现为改善目前的研究状况，增添新的思路，开发出更多的可能性，以满足当前的发展需求。此外，还可以参考国际上的先进技术，以及更多的经验，以期更好地完善这一领域的发展。我们重新构思了一个新的方法，用它来解决现有的问题。我们将原有的技术升级到一种更先进的方法，能够更好地监测并解决城市中的生活垃圾问题。这种方法不仅能够更好地解决问题，还能够更有效地提升工业园区的绿化程度。此外，这种方法还能够更好地适应日益增长的社会变化，并能够更好地支持社
12、会的繁荣与发展。这样就可以确保我们的发展得到充分的支持。通过引入三种技术，我们能够大幅度改善污水处理系统的运行状态。通过多年的应用，我们发现，区域联动的自动排水设施己被广泛认识，并且在各个领域得到了广泛的应用。这些技术的应用不仅能够大大降低运行的复杂性，还能够极大地提升整个环境的运行效率。1.2 研究现状1.2 .1国外研究现状随着全球化的不断推进，PLC控制技术已经被普遍采用，并取得了显著的进步。特别是在水利设备的运行方面，Plc的使用更加普遍，而且已经被证明具有良好的可靠性和可操作性。此外，许多发达国家都开始大力开发和推进自动化的排水设备，特别是在矿山排水方面。通过对PLC的持续优化，我们
13、已经大大提高了它的智能化程度，它具有高灵敏度的传感器，可以实时收集各种设备数据，同时也支持对整个控制系统的监测与调节。英美日等发达国家不仅致力于开展水处理技术的研究，还大力推广污水排放的自动控制技术，他们不断投入大量的财力，开发出具有更强的功率、更低的成本、更大的灵敏性、更快的响应速率的技术，使得他们的污水排放处理技术得到了显著的提升，其中，英美日的技术提升率更是超过80%90%,为解决城市的生活污水和工业废水的环境保护做出了贡献。随着全球经济的不断增长，德国、日本、英国等国家己开始加强对污水处理设备的监控与维护，并且不断加强对设备的动态监控，特别是利用先进的计算机、传感器、通讯技术，美国HO
14、NEYWELL公司、德国GEMATl公司已成为该领域的先驱。美国早在70年代中期就开展了针对污水排放的自动控制，其成就可谓惊人，其中包括BCl的自动控制系统的优势，以及其他技术的发展，使其成功的应用，从而使其成为全球最具竞争优势的技术。通过大量的试验测试，美国的技术人员可以更好的掌握各种复杂的环境，从而使其技术更加成熟，从而使其技术更加完善，从而使其技术更加强大，从而使其技术更加成熟，从而使其技术更加强大。通过采用移动式液晶显示屏，我们可以更好地探索和利用自动控制技术，从而获得更加灵活的结果。综上所述，由于近年来控制、网络、现场总线等先进技术的迅猛发展，许多地区的污水处理系统已经可以进入自动化
15、的轨道。这些先进的系统不仅大大降低了生产成本，还极大地改善了环境质量，使得污水处理的安全性得以大大增强。1.2.2国内研究现状随着中国经济的迅速增长，其先进的技术与信息系统已经超越了国际先进水准，使得中国的自动化与信息化技术得以充分的应用，从而取得了显著的成果。然而，中国仍然存在着一些问题，比如，关注的焦点仍然集中在如何保证污水的正常流通与处理，以及如何提升其经济性与高效性，从而使中国的环境保护工作滞后于世界先进国家。近年来，中国的综合实力日益提升，许多先进的科学技术正朝着与世界先进国家接轨的目标前进。特别是，中国的生活垃圾处理系统正朝着更加全面、更加先进、更加优秀的方向发展。此外，中国的垃圾
16、处理系统的自动化研究也有所突破，以隋军提出的模型为基础，可以准确地预测垃圾处理的状态。随着PLC技术的日益普及，其在城市污水处理和排放控制领域的应用也越来越广泛，虽然目前还没有完全普及，但仍可以从其他领域获取一些启示。目前，我们可以从三种常见的污水处理和排放控制模型来获取信息：使用自动化技术来监控城市生活污水的运转情况，可以有效地检测和监督其流量、液位、浊度、温度、PH值等参数，从而满足设计的要求。然而，由于自动化技术的使用，操作者必须经常检查和维护，这样不仅增加了工作强度，还可能导致许多失败，从而影响整个系统的正常运转。然而，采取此类措施的最大好处便是其经济性、可行性以及可靠性，特别适宜于一
17、些规模不大的日常生活污水处理工程。二半自动控制：主要通过使用传感器采集数据，将局部过程量送到控制室之中，在控制室内通过模拟显示器得到数据的相关变化，并完成排水装置的运行和状态监控。操作人员可以通过模拟屏、操作台等进行污水排水装置进行遥控启停，但部分装置仍需要现场操作和记录。这种操作相比手动控制节省人力成本，但是存在联系过程的延迟，会影响污水处理的一些效果。利用先进的计算机科学和复杂的网络架构，三全自动控制系统可以有效地控制和管理污水处理全流程，它以上位机编写的控制指令和PLC控制单元的协同工作，以及各种传感器的检测，可以有效地收集和分析全流程的信息，从而达到全面自动控制的目的。该技术利用上位机
18、与下位机的协同操作，能够在线收发信息，进行远程监测，从而达到完整的自动化管理。尽管该技术的运营费用比较昂贵，只能在大型的污水处理厂使用，但在一些农村地区，由于缺乏充足的资源，使得该技术在农村地区的应用更加普遍。当前，三大控制系统仍然是最受欢迎的，但PLC控制系统的出现，使得操作变得更为简单，同时也降低了总体的运行费用。由于PLC技术的出现，使得城市污水处理厂的联动式自动化排水装置的研究受到了越来越大的重视，并取得了显著的进步。李正伟、卢美鸿以及周继昌，他们都致力于探索PLC如何提升煤矿自动排水控制系统的性能，特别是提高传感器的检测准确性。李正伟以以太网收集的海量信息，以及可编程逻辑控制器捕捉的
19、可变参变量，以及利用电力子系统实现的可靠性，而周继昌则以智能技术与计算机技术相结合，以实现更加精准的控制，并且可以有效地检测出排水系统的故障，从而提高控制效率。DPS系统的性能已经得到广泛的认可，其中包括准确的定位、有效的数据处理以及强大的机器学习技术。随着时代的发展，我国在相关领域的研究将会更加深入，尤其是在区域协同方面，应该根据当前的实际情况，加大R&D投入，实施系统优化，以提升信息处理和控制的能力。1.3 设计的基本内容根据城市污水排放实际情况与需求，我们设计了一种区域联动的自动排水控制工艺，并对其功能和性能进行了分析。通过这种方式，我们可以解决由于极端天气（如暴雨）导致的地面瞬时大量积
20、水的问题，提升排水能力和自动化水平。本次设计的重点在于：第一，深入研究污水排放的自动控制功能需求，并对其性能进行全面分析；第二，精心挑选出污水区域联动自动排水装置的最佳硬件配置；第三，精心设计出装置的工作流程、软件及监控界面；第四，利用PLC技术，实现城市污水区域联动自动排水装置的精准调试与运行。1.4 研究内容1.5 .1主要内容经过深入的研究和分析，我们发现城市区域联动自动排水装置的具体特性如下：第一，第一，要深入了解污水处理系统的自动化控制功能和性能要求，以确保其可靠运行。第二，我们需要选择合适的PLC来实现污水处理区域的自动化控制。第三，我们需要重新设计装置的工作流程，并使用PLC软件
21、来实现对其监控功能。第四，通过PLC技术，可以实现城市污水处理系统的自动化控制，包括调试和模拟。1.4.2章节介绍论文的主要内容及主要章节安排如下第一章，深入探讨了本次课题的背景、重要性及其影响，并对当前有关污染物处理的全球性研究进行了分析。第二章，方案设计。本章节对两种控制器进行了方案选择与方案比较，最后根据方案的比较进行了方案的确定。第三章，重点讨论元器件的选择和硬件设计。我们将探讨PLC、两种传感器、各种必要的元件以及它们的模拟能力。硬件设计进行了端口的统计与分配。第四章，控制系统的软件设计及其仿真。本节主要进行了软件的设计、各种控制要求进行了解决。第五章，工程影响分析。对设备的环境、安
22、全、经济等方面进行了分析。第六章，我们深入探讨并回顾了这个话题，并且预测它的发展趋势。第二章方案设计2.1方案对比2.1.1以PlC作为控制器通过采用PLC作为主要的控制手段，我们的目标是提升该技术的整体效率。PLC的集成度和操作简便，是一种理想的选择，它能够提供更加精确的控制，从而更好地满足我们的需求。图2.1PLC控制原理该项目的目的是通过按照城市规划容积率，在特定地点安装1个和2个排水泵站，每个泵都配有两个。每个泵都配有液位仪，它们负责实时监控水面的水位，并通过分析来决策如何开始和关闭。我们采用了传感器来收集水位的变化，如果水位超出了预先规划的阈值，我们就会采取相应的措施来控制水位。当传
23、感器检测到排放物时，它将发出警报，并且将排放物的排放阀门关闭，从而实现排放物的有效控制。为了更好地控制排放物的排放，我们采用了区域联动的方法，即将排放物的排放泵站连接到同一个地方，并且它们能够根据实际情况自主选择是否关闭排放口。比如，当某个地方的排放物的排放总量超过2个泵站的排放能力，且排放物的排放率小于85%时，我们就能够选择关闭泵站，从而实现排放物的有效控制。一旦某个污水处理设施的集水池的压力超过了设定的上限，该设施的控制器就会自动打开一个，并且在没有更新的情况下继续打开，一旦压力超过了设定的上限，就可以继续打开，从而完成对设备的恢复。通过建设多种水排水泵站和相关的控制设施，可以充分利用各
24、自的潜力，达到最佳的节能效果。在集水井的低液位条件下，为了确保系统的稳定性和可靠性，必须定期检查和维护水泵的运行情况，并且通过观察和分析来确定其正常的工作状况。2.1.2以单片机作为控制器基于城市污水排水的实际特点与需求，设计区域联动自动排水控制工艺、分析装置功能需求和性能需求，实现区域联动，解决由于暴雨等极端天气而产生的地表瞬间大量积水的问题，提高排水能力和自动化水平。为满足以上要求，解决现实问题，从而设计出以单片机为控制器的城市区域自动排水装置系统设计方案图2.2单片机控制原理图本系统主要由可编程控制器（单片机），控制显示台，电动机和各种传感器组成。通过应用单片机管理，我们不仅能实现环保的
25、目的，还能有效地减少运营成本。此外，它的控制性能也非常优秀，完全符合我们的需求。当该系统执行任务时，它会按照储存的水位信息来监控水泵的启动或关闭，并将所有的信息存储到组态软件中，生成历史数据报告和实时曲线图。当水位超过或接近安全标准时，我们将启动水位超限报警功能，及时向相关部门提交报告，同时将相关的历史数据存储起来，为日常的管理和维护提供依据。2.2 方案选择经过分析，我们认为，在日常生活中，两种方案都是可行的，但是我们必须找到一种，它更加符合我们的实际情况。经过与一种和另一种方案的对比，我们发现，方案二的可操作性和PLC的安全性都优于一种，而且它的寿命也很长，PLC也易于后期的维护和管理。此
26、外，我们的设计重点关注的是如何解决民众的日常问题，并努力降低故障的概率。总之，我们认为，这种方案在日常生活中的应用是非常广泛的，而且它的优势在于它的易操作和易扩展。采用PLC作为主要的控制系统，结合SCADA和其他相关的应用，能够获得更优的性能，而且拥有更多的实践经验，此外，当发生后期的故障，仅仅是因为编码错误而导致的，而不必再次调整单片机的参数。2.3 章节小结整体而言，本章对于本设计所需要的方案进行了详细的分析，通过对单片机和PLC两种控制器在多方面的比较，最后选择了PLC作为本次设计的主控制器，这种控制器可以更好的满足设计要求。第三章元器件选型及控制系统硬件设计31PLC选型根据系统的设
27、计方案需求，统计出PLC所需开关量输入点数、开关量输出点数、模拟量输入点数，详见下表：如表3.11/0点统计数字量输入点数数字量输出点数模拟量输入点数自动手动切换2运行1水仓水位1泵11泵2电机温度1泵21水位指示灯3/启，停2报警指示灯1水仓水位2/安全水位1/合计9合计7合计/2图3.1信号点数统计表FX3U的基础单位有六种不同的I/O口，它们的电压等级也不同。根据它们的电压等级，32的基础单位有两种：一个是24V的直流24V,一个是10(200V的交流。根据它们的输出类型，FX3U的基础单位有两种：一个是继电器单元的，另一个是晶体管的。根据它们的连接方法，fx3u的基础单位有两种。经过深
28、思熟虑，我们最终AeK采购fx3u-32MR/ES-A型号的PLC,以满足I/O接口的多样性、实现精准的定向控制以及未来的可持续性。FX3U拥有与FX2N完全一致的特性，其中包括可靠的编码、快速的计算、可靠的网络管理和精确的定向控制。因此，我们选择FX3U系列PLC来构建我们的系统，因其在精确的定向控制上的优势显而易见。FX3U系列PLC拥有强劲的功能，无论是在三轴上还是在八种位置指示、二种脉冲输出命令及七种位置模式上，都能够轻松实现精确的位置操作，而且其最高的输出频率也达到了IOoKHz。FX3U-32MR/ES-A图3.2FX3U-32MR/ES-AD的端子排列图3.2元器件选型3.2.1
29、传感器选型(1)水位传感器如表3.2水位传感器对比传感器名称主要参数产品描述量程：0-10米超声波液位计是一Uson-Il超精度等级：0.5%F.S种非接触式、高可靠声波液位计供电方式：24VDC两线制/0.72W性、高性价比、易安装输出信号：420mA+0.2%FS12502维护的液位测量仪器。语言功能：中/英文切换它不需要接触被测量介工作温度：-20-60C质就能满足大部分液保护等级：IP65位位测量要求，对污水测量盲区:W0.35米处理河道、水库、罐体物位监测SIN-RD1OOO测量范围：0-30米雷达水位计天线发雷达液位计频率范围：（768DGHz射极窄的微波脉冲，这精度：0.1%FS
30、个脉冲以光速在空间传工作温度：（-20+70）C播，遇到被测介质表连接方式：螺纹、法兰面，其部分能量被反射信号输出：4-20mARS485、HART回来，被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比方案选择：由上可知，超声波式的传感器更适合于水位的测量，将液位计于光柱表结合，可以起到液位自动控制的功能。而且超声波式传感器不会受到液体成分的影响，而雷达式传感器对液体有要求，受液体成分的影响。图3.3Uson71超声波液位计(2)温度传感器如表3.3温度传感器比较传感器名称主要参数产品描述温度测量范围：40+200C无线式温度监测系统测量精度：0.5C具有极高的可靠
31、性和安全无线传输距离：10米/2.4GHZ性，且价格相对低廉，可安装方式：捆绑式直接安装到每台高压开ST-MKA无线温度探头：内置关、母线接头、户外刀闸测温(有源)传或变乐器上。系统配备标感器准通讯接口，可联网运行。通过上位机软件，可记录高乐设备实时运行温度的数据。为高乐设备的维修提供累积数据，实现了高压设备热故障预知维修工作电源：24VDC供电PtlOO温度传感器以提测量精度:RTDO.1%jTC0.2%高测量的可靠性和准确PTlOO温度系数：50ppmCF.S.性。它与显示仪表等配套工作温度：-3080C使用,可直接测量0400C输出：二线制420m范围内的温度。PTlOo热电连接方式：光
32、杆/螺纹/法兰阻带有软性延长导线可以测量范围：-200-1800度自由弯曲，具有热响应时间小，使用方便等特点PTloO的温度传感器具有极强的可靠性、精确度、宽泛的测试范围、极佳的安全性、易于操作以及低廉的市场定位，是一个理想的选择。图3.4PT-100温度传感器3.2.2电动机的选择通过查询哈尔滨市每日的排水情况，选择排水泵与电动机，详情如下：哈尔滨市每日排水约99.76万立法米，哈尔滨市主城区共36座水泵站，则每个水泵站每日排水27711立方米，若每个排水泵站有两台排水泵，则每台排水泵每小时排水577立方米。由此选择QW250-600-12-37型号的抽水泵：口径25Omm,流量60(3h,
33、功率为37KW,转速为1450rmin0采用Y225S-4型号的电动机，可以有效地驱动水泵运行，它的额定功率达到37KW,而且可以达到1480rmin的最大转速，同时具有极高的功率因数0.88OQW(WQ)型潜水排污泵经过精心设计，采用了最前沿的技术，并且根据中国水泵的实际应用情况，推出了这款全新的泵类产品，它不仅可以实现高效的排污，还可以抵御水流的冲击，并且可以实现自主安装与调整。这种新型的叶轮拥有出色的过流能力，并且通过优化的蜗壳设计，提升了整个系列的效率.此外，通过对其进行动态和静态平衡测试，确保了它的稳定性。机械密封后盖板泵体底盘图3.5泵皿250-600-12-373.2.3模拟量选
34、择使用FX3U-4AD作为模拟量模块，无论它安装于FX3U还是FX3UC,都具有4个通道的输入/输出信息，而FX3UC-4D则无法安装于FX3U01）FX3U和FX3UC的可编程控制器均具有极高的连接台数，前者最高能够达到8台，而后者则有7台，这也是其他特殊功能模块的理想配置。2）这个系统能够为每个通道提供特定的电压和电流。3）4AD的缓冲存储器（BFM）可以用来记录A/D转换值。4）使用数字滤波器，我们能够获得更加精确的A/D转换值。每个通道都能够保留至少1700次转换的历史数据，从而提高转换效率和准确性FX3U-4AD项目规格A/D转换回路DC24V10%80mA驱动电源（需要从端子排供电
35、DC24V）CPU部分DC5VIlOmA驱动电源（由基本单元内部供电.因此不需要准备电源）图3.6FX3U-4AD电源规格FXNAD图3.7FX3U-4AD端子排列AC电源100-240V图3.8FX3U-4AD接线图3.3硬件设计3.3.1I/O点分配通过计算I/O点数，将其与PLC的功能模块相匹配，并将其分配到不同的模块,具体点数可参见表格：如表3.41/0点分配数字量输入名称数字量输出名称XO启动YO运行Xl停止Yl泵1X2自动Y2泵2X3手动Y3报警指示灯X4泵1Y4低水位显示灯X5泵2Y5排水水位显示灯X6高水位Y6高水位显示灯X7低水位XlO排水水位SBlSB2SAL,SQINS叭
36、SQ3SMkSQ55三5mjO)M+X0X1X2X3X4X5X6X7X18OV24COMlYOY1Y2Y3M2Y4Y5Y6NKMKM21I-J-j=-L2的L32L4GFU0AC220I1图3.9PLC外部接线图PT100III3.4低压电器的选择电气设备通常有两种类型：一种叫做电气驱动电机，它们通常有两种不同的功能。一种叫做电气驱动电机，它们通常有两种不同的功能：一种叫做电气驱动电机，它们通常有两种不同的功能。电气驱动电机通常有两种不同的功能：一种叫做电气驱动电机，它们通常有两种不同的功能。这项研究旨在探讨如何正确地选择低压电源，并将重点放在两类电源上：一类是配线电源，另一类是控制线路。大多
37、数情况下，这两类电源都是为了满足工、农、商等领域的需求。3.4.1低压断路器DZ20J-200型断路器被认为具有较高的可靠性，它可以满足多个领域的需求，包括但不限于：脱扣器的额定运行电压可达200mA,架壳等级的额定运行电压可达200mA,接触短路的最大断路能力可达40KA,其电寿数可达5000次，机械寿命可达5000次。因此，它可以被作为一款理想的低压断路器，可有效地满足不同领域的需求。低压断路器通常具有热动模式，其动作源的有效值一般都是12R,而且它的有效值也是与直流电流的平均值一样的，这样一来，它们便能够被正常地运行。然而，当它们被应用于超负荷的情况下，由于它们的动作模式发生了巨大的变化
38、，其动作电流的提升也将达到H0%-140%,这样一来，它们便无法被应用于直流电路。3.4.2熔断器当电压大幅度超出预设的阈值，并且持续到指定的时长，其内部的热能会持续上升，最终会引发电流保护器的发生，因此，熔断器已经成为了高低压配电系统及其他控制设备的重要保护器，它能够有效地防止故障及过载，具有优异的防护功能。经过深入的研究，我们最终确认了RL8B型号的熔断器，它的额定电压高达380V,其额定电流高达125A,其额定分段流量高达120KA,其功率因数也达到了0.25。总的来看，该种熔断器的设计简洁，成本较低，操作方便，只需要把瓷盖放置到瓷座上，就能够轻松地拆卸并替换熔丝。3.4.3 继电器“自
39、动开关”是一种常见的电气元件，它通过与电路的相互作用来实现对电路的调节。JTI8-22L是一种JTI8-22L,它的优点是它的电路调节性能优越，并且适合安全保护。该设备的最高工作电压达到了220V,最高工作电流达到了10A,最高工作效率达到了19W,最长的机械使用寿命达到了400万次，最长的电气使用寿命达到了50万次，而且返还系数超过了0.65。在使用继电器的过程中，必须特别注意防止接触。例如，当接地线的输入是直流的，但是接地线的控制开关被打开，接地线的输出会受到接地线的控制，从而使接地线的输出量超出正常的输出。因此，接地线的最高输出量必须超出正常的输出量，并且它的反向击穿电压必须超出正常的输
40、出量，并且至少是正常的1.5倍。当处于交流状态时，可以通过采取阻抗措施来防止感应器受到损坏。3.4.4 触摸屏HMI,也被称为“人机界面”，是当今用于操纵机械设备的重要的中央媒体，它不仅能够将数据展示出来，还能够让用户进行更加便捷的控制，大大缩短了工作的周期，提高了效率。通过将PLC与触摸屏结合，可以大大降低I/O接口的需求，并且可以有效地利用触摸屏的尺寸、功率以及灵活的操作方式，从而极大地增强设备的价值。此外，人机界面也起到至关重要的作用，可以实时地实现人员与机械的双向沟通。在排水控制系统中，PLC是主导操纵的，所以在选择人工智能技术的时候，它的兼容性是非常重要的。三菱GT1595是一款非常
41、优秀的触摸屏，它和三菱PLC是一个品牌，并使用了总线连接技术来实现通讯。三菱GT1595触摸屏拥有卓越的图像处理性能，它不仅可以清晰地展示各种重要的参数，还支持远程操纵，并且还支持实时的监测，同时还支持系统的故障报告。它的存储空间足够宽敞，使得操作者可以随心所欲地进行相关的工作，从而更好地完成任务。如果有任何一位操作者未能正确执行任务，触控屏将立即响起一声警报，以确保工厂的安全运营。（1）三菱GT1595触摸屏拥有出色的性价比，它不仅可以轻松地进行采购、调试、后期更换，而且可以实现对操作的全面掌握，同时也可以有效地支持后期的维修、升级等操作。此外，它拥有64位的强大处理器，可以实现快速的显示、
42、计算、传输。（2）这款产品拥有丰富的接口，USB和RS232、RS422等接口的数据传输能力均超过115.2Kbps,而(3)更是拥有9MB的标配内存，并且能够进行更大的容量的拓展，(4)的屏幕分辨率更是惊人，最大可达1024*768,而且还拥有65536种颜色的选择。3.5本章小结本章主要对本次设计所需的控制器PLC进行了选型，通过对I/O点的统计与分配，最终确定了具体的PLC类型。接着对每个传感器进行了对比分析，确定了两种传感器的类型和相关数据，接着对设计所需要的模拟量进行了选型。最后对本次设计所需要的一些低压电器进行了选型。第四章控制系统软件设计及仿真41软件的选择(1)GXworks2
43、软件GXWOrkS2是一款编程软件，用于开发和维护三菱电机公司制造的可编程逻辑控制器(PLCQ)o该软件在工业中广泛用于机器和设备的自动化和控制任务。GXWorkS2是一款专为三菱电机设计的PLC编程软件，可以满足多种PLC系列的需求，包括FX、L、Q、F、iQ.等，为三菱电机提供了一款高效、可靠的PIC编程解决方案。R系列等，以及与HM(人机界面)一起使用。GXWokS2拥有一个具备高度图像化特性的编程界面，让PLC的操作更加便捷，不仅可以轻松构造出复杂的PLC控制程序，而且还提供多种多样的编程模式，包括连续函数图、功能块图、结构形式化文字、指针排列等。此外，GXWorkS2还具有一些高级功
44、能，如模拟仿真、调试和故障诊断等，使得用户可以在电气控制系统中快速地设计和开发程序，提高了系统的工程效率和可靠性。此外，GXWOkS2提供了模拟功能，允许程序员在实际硬件上运行程之前对其进行测试，它还包括一系列有用的功能，如在线监控、调试工具、系统配置和项目管理。除了标准功能外，GXWOrkS2还支持运动控制、安全控制和过程控制等高级功能。它与三菱电机最新的PLC产品兼容，如MELSECiQ-R系列、iQ-F系列和FX系列。总的来说，GXWorkS2是一款可靠且通用的软件，它允许程序员为各种自动化和控制应用程序开发健壮高效的PLC程序.三菱电器有限公司出品的PLC程序设计软件系统GXWorkS
45、2,拥有多种不同的编程语言，可满足多种复杂的PlC应用需求，提供高效的操作体验：GXWOrkS2支持多种编程语言，包括梯形图、SFC图、SFC功能块图、结构化文本和指令列表等。可以根据不同的编程需求选择不同的语言。可拓展性:GXWOrkS2支持二次开发，用户可以通过APl接口进行开发并添加自己的功能模块.简便易用:GXWOrkS2提供了丰富的操作界面和工具栏，且编程风格和其他PLC编程软件相似。这使得初学者和有经验的工程师都可以轻松使用面向对象编程：GXWOrkS2支持面向对象编程，具有丰富的类库，可大大提高编程效率强大的调试功能：GXWOrkS2提供了强大的调试功能，可以通过仿真器进行在线试
46、，对程序进行单步调试和查看状态变量等。灵活的网络通信功能:GXWorkS2支持多种通信方式，包括以太网、串行通信、IJSB等。同时还支持与其他品牌PLC的通信.综上所述，GXwOrkS2具有多种编程语言支持、可拓展性、简便易用、面向对象编程、强大的试功能和灵活的网络通信功能等特点，能够满足PLC编程和调试的各种需求。4.2 水位自动检测与控制水位使用超声波水位传感器进行监测，传感器将探测水位的超声波信号转换为电信号传输到PLC进行逻辑控制，PLC程序根据输入的电信号计算出水位的高低，再根据程序中设定的水位数据，2台水泵分别在水位到达相应的高度自动启停。根据上位机的指令，我们将储水仓的水位分成2个档位：第1档是正常的，即在水位上升时，水泵1会自动开始工作；第2档是超过了这个档位，上位机会通过监测系统向用户发送报警，以此来告知用户该储水仓的最大容量是多少，并且在超过这个容量时，会立即停止工作，以确保安全。在正常的水位时（
