基于流量的水泵运行失效监控系统设计
本课题是以水泵运行监控系统为设计依据，以变送器测量关键参数为基础开发基于流量的水泵运行监控系统。当水泵的关键参数超过预设值或峰值时，系统将使水泵停止运行并进行报警，测量关键参数。需要综合电机学、工厂电气控制设备、PLC、组态技术等多门课程的知识点，完成PLC设计，触摸屏等控制器件的选型，画出硬件结构图，编写控制程序，完成调试，最后编写毕业设计报告。
目录
第1章 选题概述 1
1.1课题来源及选题的意义 1
1.2国内外水泵监控系统技术发展与研究概况 1
1.3主要研究内容 2
第2章 装置总体结构 3
2.1水泵监控概述 3
2.2 程序控制方案选择 3
2.2.1单片机控制 3
2.2.2继电器控制 4
2.2.3 可编程序控制器控制 4
2.2.4 结论 5
第3章 硬件设计 6
3.1电器元件的选择 6
3.1.1水泵 6
3.1.2电流变送器选型 7
3.1.3 功率变送器选型 8
3.1.4水温变送器选型 9
3.1.5流量变送器选型 10
3.1.6 液位传感器选型 11
3.1.7电磁阀 12
3.2触摸屏的选择 13
3.3 PLC选型 13
3.3.1 三菱系列PLC 14
3.3.2三菱PLC模块FX3U-2AD 16
3.4 I/O分配表 17
3.5硬件接线图 18
3.6控制电路图 19
第4章 软件设计 20
4.1 Gx Word2软件 20
4.1.1 GX Word2简述 20
4.1.2 建立工程 20
4.1.3 创建新工程 20
4.1.5 梯形图编辑 21
4.1.6 梯形图写入调试 22
4.2水泵监控系统的程序设计 22
4.3流程图 23
4.4MCGS组态的简述 23
4.5MCGS组态操作使用简则 23
结论 29
参考文献 30
致谢 31
附录 32
附录1 基于MCGS组态技术的触摸屏设计 32
附录2 基于GX2 Works技术的可编程控制程序设计 34
第1章 选题概述
1.1课题来源及选题的意义
水资源的规划概念形成由来已久，是水利发展改革中通过防洪抗旱、开源供水等一系列的水利活动逐步形成的理论。目前关于水资源规划定义较多，在《中国工程师手册》中认为，活动让水资源控制并利用，统称水资源事业。对这些内容的整体安排即是水资源规划。
我们国家开采利用地下水有两种模式，第一种是由城市里面的供水单位自我集合开采地下水；第二种则是单位自备井。目前我们在地下水的开采方面，技术不能匹配我们相对先进的管理层面，根本没有办法监测出监测点实时用水量和累计时间的流量，也没发监测出人们的用水总量，造成了不能相对合理利用用水。所以创建对水源地的远程监控系统成为我们的问题。
在水资源的管理中，水泵成了不可或缺的部分，如何使其平稳运行变成了重中之重，水泵往往设立在空气潮湿，耐腐蚀条件不好的区域，这时对水泵的监测显得尤为关键，一旦水泵损坏时还不能及时发现，势必会对人民群众的日常生活造成困扰和损失，本课题就将对水泵运行时进行时刻检测，在水泵出现问题时第一时间做出反应，将损失缩小到最小。
1.2国内外水泵监控系统技术发展与研究概况
目前关于水资源的实时监控和后续管理措施，西方的一些发达国家在这方面领先了外界数十年甚至上百年，美国、日本、荷兰在水力资源的调控上远超各国其中美国在其上的发展更是先进，从1980年开始，他们就开始建立起了全国水文资源监控信息网，探头通过线路与地上仪表相连接，使用实时远程测控对水位、水温进行监测，现场自动监控数据被采集出来并通过天体卫星传到本国水资源信息系统管理中心。在水质监测这一领域，美国现在的技术能监测多达70多种参数，而这些参数都一一实现了远程自动监控。而其他类似德国、法国、英国等老牌欧盟国家则从1990年开始就实现了对水资源监控和管理层面的三化建设(信息化、网络化和智能化)。日本地区狭小，居住面积小，建起了许许多多形形色色的雨量站，系统包含整个日本本土。这些监测站一一配备了技术先进的监控设备。该系统的集成化和自动化程度很高，监测站可以做到靠监视器观察监测站的运行情况。所有监控站点都能做到无人值守，通过遥测系统采集数据传输到工事事务所，完整收集整个日本的水文信息只需要用10分钟，能够一个小时便更换一次信息，
我们把目光放回国内，我们自己的的水文环境监测仪器，不管是工艺层面和工艺装备，还是设备的生产水平和设备专业化水平来进行横向对比，和这些发达国家相比都有非常不小的差距。我们对水文信息的的监测还停留在人工观测为主，通俗来讲就是每隔一段时间就要派遣专人到各个监控点，使用测绳测量水位变化，这种监控方式是耗时耗力，测量误差大，简直就是吃力不讨好。在某些监控点测量工具长度不够或不够全面，无法得到水位资料，造成我们水文数据库里面地下水数据的不完整。虽然经过时间的沉淀，我国水资源已经形成了较为完善的管理和监控体系，制定了具备一定适应性的技术标准，初步建立了水资源监控站的网络框架。但是目前的水资源监控仍存在着问题，对水资源的监控工作开始不能满足社会经济的可持续发展和保护人们用水环境的需求。
横向对比我们国内部和外部关于水资源的远程监控及水泵保护系统的调研现状和发展方向的变化，为水资源远程监控及水泵保护方面的研究奠定了扎实的基础。但在我们追赶发展的同时还要能看到我们国家对于水源的远程监控及水泵保护系统的网络化程度低，大规模利用水资源还存在问题。虽然国外的技术手段成熟且发达，但是我们若果直接使用外来的设备和技术也会出现很多很多毛宁。首先，我们引入的设备和技术的成本十分昂贵，不利于我们大量推广普及；其次，我们的通讯标准与和别人差别相差太大，不可能直接大规模在我国应用；最后，国内外的评测标准没有统一，差异过大。因此国外设备不适合我们生搬硬套。综上所诉这些问题但不仅仅是这些问题就是我们研究这个课题的意义，我们的目标恰恰是追赶超越西方传统强国的先进技术，进一步为我们中国的发展服务。
1.3主要研究内容
本课题是以水泵运行监控系统为设计依据，以变送器测量关键参数为基础开发基于流量的水泵运行监控系统。当水泵的关键参数超过预设值或峰值时，系统将使水泵停止运行并进行报警，测量关键参数。论文主要研究内容有：
（1）如何使用变送器结合PLC系统性的测量水泵的关键参数并加以处理；
（2）如何使用软硬件正确的调试出符合设计需求的系统。
参考文献
1.组态软件数据采集与串口通信测控应用实战/刘恩博等编著.-北京：人民邮电出版社，2010.6
2.PLC应用技术/郭琼主编-北京：机械工业出版社（第二版），2014.3
3．SolidWorks2005入门与实例详解／立雅科技编著-北京：中国铁道出版社，2005，4
4．SolidWorks2009机械设计实例精解／曹岩主编-北京：化学工业出版社，2009,7
5.机电一体化设备维修/张豪主编-北京：化学工业出版社，2011.1
6.变频器、可编程控制器、触摸屏及组态软件组合应用技术/梁庆保-北京:机械工业出版社，2012
7.自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断/姚福来、田英辉、孙鹤旭-北京：机械工业出版社
8.传感器与现代检测技术{M}/陶红艳主编-北京：清华大学出版社，2009
9.自动检测与转换技术/梁森主编-北京：机械工业出版社，2011
10.PLC控制与继电控制电路差异分析/张武琨主编-中国新通信,2013(11):1673-4866
11.电气控制与PLC应用[M]/郭艳萍主编-北京：人民邮电出版社，2010
12.电气控制与PLC实训[M]/郭艳萍主编-北京：师范大学出版社，2008
13.机电控制与PLC/张铮、张豪-北京：机械工业出版社，2008
14.机械设计基础与实践/吴明清，王真主编-北京：北京大学出版社，2010，9
15.机械制造工艺与装备-孔英达主编／北京：机械工业出版社，2011，9
