摘要
可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心、集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性好、性能价格比高等特点，已在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。
本课题研究的内容就是利用PLC技术实现自来水厂虹吸刮泥机的自动化控制，设计其电气控制系统，将最新的控制技术应用到工作过程中，提高虹吸刮泥系统的稳定性、可靠性和实时性。本文综述了PLC控制系统的一般结构；简述了PLC控制系统设计的原则、内容和步骤。针对该虹吸刮泥系统的特点和性能要求，采用了德国西门子公司S7-200系列中S7-214作为系统控制器，重点阐述了该系统的硬件、软件的设计方法，并简要分析了用计时器实现掉电自保的方法和用实时时钟功能实现自动定时刮泥的方法。
经过运行实践表明，以PLC控制的系统可靠性和实时性良好，完全满足系统设计要求，取得了良好的经济效益。
关键词：可编程控制器 虹吸刮泥系统 掉电自保 实时时钟
目 录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1. 1课题的来源和意义 1
1.2继电器控制系统的特点及存在问题 1
1.2.1继电器控制系统的特点 1
1.2.2继电器控制系统存在的问题 1
1.3可编程序控制器（P LC）及其在电气控制中的应用特点 2
1.3.1可编程序控制器（PLC）的定义 2
1.3.2可编程序控制器（PLC）的特点 2
1.3.3可编程序控制器（PLC）控制虹吸刮泥机的优点 4
1.3.4 可编程序控制器（PLC）的应用领域 4
1.3.5可编程控制技术（PLC）的发展趋势 4
1.4课题的主要研究内容 6
1.5 本章小结 6
第二章 虹吸刮泥机设备介绍 8
2.1刮泥机简介 8
2.1.1 刮泥机系统组成 8
2.1.2刮泥机的工作状况 9
2.2虹吸刮泥机的工作原理 10
2.2.1虹吸原理 10
2.2.2虹吸刮泥机工作原理 10
2.3刮泥机控制方式 11
2.4刮泥机常规操作 11
2.4.1现场自动开刮泥机操作规范 11
2.4.2手动方式开刮泥机操作 11
2.5本章小结 11
第三章 PLC基本原理和系统设计方法介绍 12
3.1 PLC基本工作原理 12
3.2 PLC的一般结构 13
3.3 PLC模块化结构分析 14
3.4 PLC控制系统设计的基本原则 15
3.5 PLC控制系统设计与调试的步骤 15
3.6提高PLC控制系统可靠性的措施 18
3.7本章小结 20
第四章 虹吸刮泥机系统控制要求及其总体控制方案设计 21
4.1 水厂的工艺流程 21
4.1.1 平流沉淀池 22
4.1.2 平流沉淀池的排泥 22
4.2 虹吸刮泥机的控制要求 23
4.3虹吸刮泥机系统总体方案确定 23
4.4本章小结 23
第五章 虹吸刮泥机PLC控制系统的硬件设计 24
5.1 PLC控制系统I/O点数的确定 24
5.2 PLC的选择 24
5.2.1 机型选择 24
5.2.2 系统容量 25
5.2.3 I/0模块 25
5.2.4 电源模块 25
5.3西门子S7-200系列PLC简介 26
5.3.1西门子S7-200系列PLC的特点 26
5.3.2 S7-200系列PLC扩展模块和TD200[11] 26
5.3.3 SIMATIC S7-200的主要功能 26
5.3.4 SIMATIC S7-200 CPU214简介 27
5.3.5 S7-200系列PLC编程工具STEP 7-Micro/WIN 27
5.4 基于S7-200 CPU 214的虹吸刮泥机电气原理分析[3] 27
5.4.1 控制方式的选择 29
5.4.2刮泥机行程的选择 29
5.5 本章小结 30
第六章 虹吸刮泥机PLC控制系统软件设计 31
6.1 PLC控制系统的软件设计 31
6.1.1 PLC软件设计概述 31
6.1.2 PLC程序设计的常用方法 33
6.1.3 PLC程序设计步骤 35
6.2 虹吸刮泥机PLC控制系统软件设计 36
6.2.1 PLC自动控制系统控制工艺流程图 36
6.2.2虹吸刮泥机PLC实现的控制功能 37
6.2.3 虹吸刮泥机PLC控制系统的梯形图 39
6.2.4 虹吸刮泥机PLC控制程序清单[12] 41
6.3本章小结 42
结束语 43
致 谢 44
参考文献 45
