基于扬程水泵运行失效plc控制系统组态的研制
摘要：从20世纪开始，国际工业自动化发展水平不断提高，水泵这个机器在生产中的分量变得越来越高，随着现代水泵技术的发展，水泵设计制造技术和应用技术也在不断趋于成熟，水泵的制造和生产模式正沿着大型化、高扬程化、大容量化、通用化、高速化、系列化、标准化的方向发展。在自动化生产领域等方面的应用也日益广泛。所以水泵失效的重要性也是显而易见的，通过研究，一种合理有效的判断水泵是否失效的方法能够从各个方面减小损失，及时的判断能够在工业里避免很多麻烦，比如经济、安全等方面。
关键词：扬程；水泵；
Development of failure control system based on lift pump operation
Abstract：Since twentieth Century, the development level of international industrial automation has been improved continuously. The component of the pump has become more and more high in production. With the development of modern water pump technology, the design and manufacture technology and application technology of the pump are also becoming mature, and the manufacturing and production mode of the pump is along the large, high range and large scale. Capacity development, generalization, high speed, serialization and standardization. It has been applied more and more widely in the field of automatic production. Therefore, the importance of pump failure is also obvious. Through the study, a reasonable and effective method to judge whether the pump is invalid can reduce the loss from all aspects. The timely judgment can avoid many troubles in industry, such as economy, safety and so on.
Keywords: lift;Water pump
第1章 引言
1.1课题来源及研究意义
水泵作为传统工业和农业中的典型机电产品，目前已逐渐渗透各个行业，飞机火车运输业、传统农业工业、新旧制造业等，或是日常生活，都需要用到泵类产品，随处都有泵在运行。正因为泵这样的多用性和广泛性，所以才把泵列为通用机械，它是机械工业中的重要产品。随着目前国内外工业自动化发展水平的不断提高，泵在工业生产中的分量日益提高。所以水泵失效的重要性也是显而易见的，通过研究，一种合理有效的判断水泵是否失效的方法能够从各个方面减小损失，及时的判断能够在工业里避免很多麻烦，比如经济、安全等问题。
1.2国内外水泵失效的研究与应用概况
世界进入二十一世纪以后，人们越来越重视环保和高新技术的发展和世界可持续发展的冲突和弊病。在环保、世界可持续发展需求的大背景下，对于泵行业在内的许多行业和领域都带来了技术和应用的飞速发展。随着泵传统产业技术和发展模式的不断创新，目前，石油化工、发电站、采矿业和航海等工业对泵的需求越来越大，促进了世界泵在工业技术的发展。泵的品种有很多，在水泵失效方面，国内外都有通过参数监控来判断水泵是否失效。通过硬件的额定参数计算的结果和实际采集结果对比，是否超过界定值等。
1.2.1 国外水泵技术的发展与现状
近年来，水泵在日本、德国、美国等国家发展很快，发展趋势主要有产品的多元化、泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合、产品的标准化与模块化、泵内在特性的提升与追求外在特性、机电一体化的进一步发展、新材料新工艺的加速利用。国外在水泵失效问题上不断的研究新方法，目前已经有了一些新方法用于工业之中。
1.2.2 国内水泵技术发展与现状
对于我国水泵而言，水泵技术发展历程很短，比不上英美等国家，工业泵于20世纪初问世，但是当时世界上常年战争不断，泵的工业技术发展一直处于低迷状态，我国建国早期主要是学习苏联的工业泵技术，建国初期，在当时特定的历史条件下推动了我国水泵业的进步和发展，接着泵业不断出现在各行各业。自从我国改革开放后，随着经济的不断上涨，泵工业也得到了长期的发展。目前泵业的发展正沿着大型化、大容量化、高扬程化、高速化、系列化、通用化、标准化的方向发展。到目前为止我国泵业已经发展了几十年，但截目前都没有真正的品牌优势出现，我国有大规模的泵生产厂家超过2100家。我国目前已经具备生产一般和一定的泵产品。国内水泵业起步较晚，在水泵失效问题上目前主要依赖于参数的实时对比判断，相对于国外发达国家还有待提高专业技术。
1.3本课题的主要研究内容
本课题是以国内外水泵发展的现状和发展趋势为设计依据，以“扬程”为基础开发“基于扬程水泵运行失效的控制系统设计”。根据项目需求，该水泵失效后报警系统发出报警信号，并且控制系统停止运行，数据采集完整，显示在人机交互界面。待故障排除后恢复运行。其中扬程作为此次课题最重要的参数，扬程峰值的测量将直接影响系统对水泵是否运行失效的判断，而差压变送器正是测量扬程的重要工具，对差压变送器的选择也是至关重要。其次就是测量数据的采集和保存显示，数据采集后将利用数据库把采集的数据生成 在表格里并保存。
本课题的课题设计内容在结构和功能上主要有以下几个部分：
1．水泵运行失效的控制系统设计；
2．水泵运行失效的报警控制系统；
3．失效报警系统的硬件设计；
4．采集和显示水泵运行数据的软硬件设计；
5． 计算扬程的程序的设计。
目录
第1章 引言 2
1.1课题来源及研究意义 2
1.2国内外水泵失效的研究与应用概况 2
1.2.1 国外水泵技术的发展与现状 2
1.2.2 国内水泵技术发展与现状 2
1.3本课题的主要研究内容 3
第2章 基于扬程水泵运行失效控制系统的总体结构 4
2.1 系统硬件结构组成 4
2.1.1 系统整体结构组成 4
2.1.2 CPU和水泵的选型 5
2.2 CPU控制系统设计 7
2.2.1 CPU控制系统总体结构的设计 7
2.2.2 CPU对模拟量处理的设计 10
2.2.3 PLC的I/O分配： 12
第3章 基于扬程水泵运行失效控制系统的水温系统的设计 14
3.1冷水和热水模式下的水温控制系统设计 14
3.1.1冷水模式下的制冷系统软硬件设计 14
3.1.2 热水模式下的制热系统软硬件设计 15
3.2冷水和热水模式的相互切换系统的设计 17
3.2.1 PLC程序设计 17
3.2.2硬件控制原理设计 19
3.3水路的设计 20
第四章 基于扬程水泵运行失效控制系统的检测系统的设计 22
4.1测温系统的设计 22
4.1.1 温度变送器的选型 22
4.1.2测温系统与PLC的对接 23
4.2液位检测系统的设计 23
4.2.1 液位变送器的选型 24
4.2.2 液位检测系统与PLC的对接 25
4.3 水泵进出口压力差的检测系统设计 25
4.3.1差压变送器的选型 26
4.3.2压力检测系统与PLC对接 27
4.4 水泵进出口速度差的检测系统设计 27
4.4.1速度传感器的选型 27
4.4.2 速度检测系统与PLC的对接 28
第五章 基于扬程水泵运行失效控制系统的设计 29
5.1 失效报警系统的PLC程序设计 29
5.2 人机交互的设计 30
5.2.1 PLC与人机界面系统连接 30
5.2.2 人机交互界面通信参数设置 33
5.3 扬程的算法原理简介 34
5.4 计算扬程的程序的设计 35
结论： 37
附录： 38
参考文献： 44
致谢： 44
参考文献：
1.《海洋平台海水泵材料的选择》/《油气田地面工程》/徐海波/2013
2.《我国泵站的自动化发展现状与趋势》/《江苏商报·建筑界》/ 秦飞/2013
3.《半导体制冷原理、结构、特点与安装》/《家电维修：大众版》/ 梁小林/ 2013
4.《自制电磁感应传感器测弱磁场》/《实验技术与管理》/ 曾育锋/2013
5.《智能压力/差压变送器的应用选型》/《自动化与仪器仪表》/杨志刚/2011
6.《花式喷水池的PLC控制》/《产业与科技论坛》/黄玉洁/2012
7.《PLC应用技术》/郭琼/2014
8.《工厂电气控制设备》/张晓娟/2015
9.《浅析电磁感应原理》/《技术物理教学》/蒲天旺/2013
10.《冰箱制冷系统性能优化》/《流体机械》/黄鑫风/2004
11.《发动机瞬时转速测量与分析》/《课程教育研究》/侯世亮/2013
12.《基于PLC和MCGS的炉窑温度控制系统》/《科技信息》/胡爱玉/2012
13.《航空发动机转速测量系统的设计》/《电子测量技术》/赵艳东/2011
14.《水泵试验装置设计要素》/《农业装备与车辆工程》/姜元锋/2013
15.《基于Modbus的串口通讯实现》/《工业控制计算机》/潘志刚/2012
