毕业设计（论文）-PLC全自动厕所冲水设计.doc

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1、毕毕 业业 设设 计（论文）计（论文） 题目： PLC 全自动厕所冲水设计 系部：系部： 电气工程与自动化系 专业：专业： 机电一体化 班级：班级： 机电 A1304 姓名：姓名： 指导教师：指导教师： 山山 西西 职职 业业 技技 术术 学学 院院 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）任文）任 务务 书书 开始日期开始日期：2015 年 11 月 11 日 完成日期完成日期： 2015 年 11 月 18 日 答辩日期：答辩日期：2015 年 11 月 20 日 1 1、设计目的、设计目的 我国是一个水资源极其短缺的国家，水环境日益严峻，公共场所水资源浪费 现象更是十分严重因此，加强公共场所

2、的节约用水势在必行，而自动冲水装置 可以很好的解决这一问题。 2 2、设计题目、设计题目 plc 全自动厕所冲水设计 3 3、设计内容和要求、设计内容和要求 内容： 将传感器和 PLC 技术相结合，采用热释电传感器对入厕的人员计数，当有 人如厕后，人次达到预先设定值，或待人上完厕所离开一定时间后放水冲洗， 而后系统恢复。以待下次使用，这样不仅简便易用而且在保证厕所干净整洁的 同时节约珍贵的水资源。 将传感器和 PLC 技术相结合，采用热释电传感器对入厕的人员计数，当有人如 厕后，人次达到预先设定值，或待人上完厕所离开一定时间后放水冲洗，而后 系统恢复。以待下次使用，这样不仅简便易用而且在保证厕

3、所干净整洁的同时 节约珍贵的水资源。 4 4、设计报告要求、设计报告要求（1）论文构成：封面、目录、摘要、关键词、正文、结束语、附录、 参考文献及封底； （2）正文各级标题序号依次为：1、1.1、1.1.1、 （3）每个自然段起头空两格； （4） 用 A4 标准白纸，计算机打印，若有图纸用 A3 纸打印横装，上边距 2.8cm、下边距 2.5cm、 左边距 2.5cm、右边距 2.5cm、装订线 0.5cm、页眉 1.6cm、页脚 1.5cm； （5）从目录开始至最后一页，每页的最上方加页眉“山西职业技术学院毕业论文” 用五 号宋体左对齐，页眉之下划一条线；页眉右上角标注页码（用阿拉伯数字）

4、。 （6）正文采用小四号宋体，标题采用四号黑体，字间距设置为标准字间距，行距设置为加 宽 0.2 磅（每页按 36 行设置） ； 毕毕 业业 设设 计计 （论（论 文）进文）进 度度 计计 划划 表表 日期工作内容执行情况 指导教师签 字 2015.11 .11 选定设计课题 Plc 厕所冲水设计 2015.11 .12 构思设计思路 自动厕所冲水的步骤 2015.11 .13 查找有关 PLC、 运用在全自动厕所冲水上的相关资料 2015.11 .14 设计厕所冲水硬件方面的要求 2015.11 .15 编辑全自动厕所冲水程序 2015.11 .16 整合所有知识内容，编写论文 2015.1

5、1 .17 完成毕业设计（论文） 教师对进 度计划实 施情况 总 评 签名 年 月 日 山西职业技术学院毕业论文1 目录 1、绪 论3 1.1 概述.3 1.2 系统的总体设计 .3 2、PLC 的简介 .4 2.1PLC 简介4 2.2 PLC 的特点.4 2.3 PLC 的基本结构.4 2.4 PLC 的工作原理.5 2.5 PLC 发展新动向.6 2.6 PLC 发展历史.7 2.7 PLC 的选型.8 3、系统的硬件设计与实现.9 3.1 红外线检测模块 .9 3.2 PLC 计时计数器 .11 3.3 电磁阀.13 4、系统工作原理14 4.1 探测信号.14 4.2 信号传输过程

6、.14 4.3 冲水动作的触发 .14 4.4 水箱注水控制 .15 5、PLC 程序的设计 16 5.1 程序流程图.16 5.2I/O 分配表.17 5.3 工作原理梯形图17 附 录.18 结束语.19 谢 辞.20 参考文献.21 山西职业技术学院毕业论文2 摘 要 众所周知，我国是一个水资源极其短缺的国家，水环境日益严峻，公共场所水资源浪费现 象更是十分严重因此，加强公共场所的节约用水势在必行，而自动冲水装置可以很好的解 决这一问题。目前在诸如公厕等公共场有些没有自动冲水控制装置，有些所采用的自动冲 水装置有的停留在机械原理控制，有的使用强电工作，布线不方便，不能很好的达到节水 节电

7、目的。而我们介绍的自动冲水装置运用模数电原理，结构简单以及低电压控制的电磁 阀实现上述控制，从而达到节能、优化控制的目的，适宜实际使用与广泛推广。 文章介绍了一种应用 PLC 自动冲水节水智能控制系统。当有人入厕的时候， 热释电红外线传感器能够以非接触的方式检测出人体发出的红外线辐射，并且 转化为电信号，触发 PLC 电路。克服了传统冲水系统的缺点，实现了精确的计 数。 山西职业技术学院毕业论文3 1、绪 论 1.1 概述 随着我国经济社会的不断发展，对水资源的需求越来越大，而我国作为一 个水资源极度短缺的国家，与此形成了鲜明的对比，加强节约用水尤其是公共 场所的节约用水尤为关键，而自动冲水装

8、置可以很好的解决这一问题。自动冲 水装置可广泛用于学校，饭店、商场、超市、博物馆、展览观、车站、码头、 银行等场公共场所。目前在诸如公厕等公共场有些没有自动冲水控制装置，有 些所采用的自动冲水装置有的停留在机械原理控制，有的使用强电工作，布线 不方便，不能很好的达到节水节电目的。本文介绍一种自动冲水节水智能控制 系统。它的特点是：将传感器和 PLC 技术相结合，采用热释电传感器对入厕的 人员计数，当有人如厕后，人次达到预先设定值，或待人上完厕所离开一定时 间后放水冲洗，而后系统恢复。以待下次使用，这样不仅简便易用而且在保证 厕所干净整洁的同时节约珍贵的水资源。 1.2 系统的总体设计 图 1-

9、1 系统总体设计 山西职业技术学院毕业论文4 2、什么是 PLC 2.1PLC 简介 工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作， 并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上， 这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968 年美国 GM（通用汽车） 公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集 成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就 是第一代可编程序控制器，称 Programmable Controller（PC） 。随着个人计 算机（简称 PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程

10、控制器的功能特 点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller（PLC） 。 2.2 PLC 的特点 可编程控制器之所以能够得到迅速发展和广泛运用，主要是由于它具有以 下特点： 1. 可靠性高，抗干扰能力强。用软件实现大量的开关逻辑运算，克服了 因继电器触点接触不良造成的故障；输入采用采用直流低电压，更加可靠、安 全；面向工业环境设计，采取了滤波、屏蔽、隔离等抗干扰措施，适应于各种 恶劣的工业环境，远远超过了传统的继电器控制系统和一般的计算机控制系统。 2. 编程简单，易于掌握。PLC 采用梯形图方式编写程序，与继电器控制 逻辑的设计相似，具有直观、简单、

11、容易掌握等优点。 3. 功能完善，灵活方便。随着 PLC 技术的不断发展，其功能更加完善， 不仅具有开关量逻辑控制功能和步进、计算功能，而且还有模拟量处理、温度 控制、位置控制、网络通信等功能。既可单机使用、也可联网运行，既可集中 控制、也可分布控制或者集散控制。而且在运行过程中，可随时修改控制逻辑， 增减系统功能。 4. 体积小、质量轻、功耗低。于采用了单片机等集成芯片，其体积小、 质量轻、结构紧凑、功耗低。 2.3 PLC 的基本结构 1.中央处理器（CPU） 中央处理器（CPU）是 PLC 的控制核心。它按照 PLC 系统程序赋予的功能： a.接收并存储从用户程序和数据； b.检测电源，

12、存储器，I/O 以及警戒定时 山西职业技术学院毕业论文5 器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 2.存储器 可编程控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统 软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序 及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序的存储器称 为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。 输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，以开关量最普遍。 4.输出信号电路 可编程控制器的输出有：继电器输出（ M） 、晶体管输出（T） 、晶闸管输 出（SSR）三种输出形式。 5.电源 PLC 的电源在整个系统中起着十

13、分重要的作用。一般小型 PLC 的 电源输出为两部分：一部分供 PLC 内部电路工作；一部分向外提供给现场传 感器等的工作电源。 2.4 PLC 的工作原理 PLC 则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为 3 个阶段。 1.输入刷新阶段 在输入刷新阶段，CPU 扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄 存器。完成输入端刷新工作后，将关闭出入端口，转入程序执行阶段。在程序 执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这 些变化必须等到下一步周期的输入刷新阶段才能被读入。 2.程序执行阶段 在程序执行阶段，根据用户输入端的控制程序，从第一条开始逐步执行， 并将

14、相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助存储器和输出状态寄存器。当最 后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。 3.输出刷新阶段 山西职业技术学院毕业论文6 当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路 （输出映像寄存器） ，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作， 这才形成 PLC 的实际输出。由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个 阶段构成 PLC 一个工作周期，因此称为循环扫描方式。显示扫描周期的长短 主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每个扫描周期只 进行一次 I/O 刷新，即每一个扫描周期 PLC 只对输入、输出状态寄存器更新

15、 一次，所以系统存在输入输出之后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速 度。但是由于其对 I/O 的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的 进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响， 还会提高抗干扰能力。总之， PLC 采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的 最大特点之一。 2.5 PLC 发展新动向 PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的 电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、 计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 已经广泛

16、应用于钢铁、石油、化工、 电力、建材、机械制造、 汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行 业，它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活，易学易用、体积小， 重量轻，价格便宜的特点。 1：产品规模向大、小两个方向发展 大：I/O 点数达 14336 点、32 位为 微处理器、多 CPU 并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。 小：由整体 结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。 2：PLC 在闭环过程控制中应用日益广泛 3：不断加强通讯功能 4：.新器件和模块不 断推出 高档的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高处理速度外，还有带处理器的 EPROM 或 RAM

17、的智能 I/O 模块、高速计数模块、远程 I/O 模块等专用化模块。 5：编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单或 复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高 山西职业技术学院毕业论文7 档的 PLC 指令系统 6：发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工 作方式。 7：追求软硬件的标准化。 2.6 PLC 发展历史 起源：1968 年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。 1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ，在美国通用 汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是 第

18、一代可编程序控制器，称 Programmable，是世界上公认的第一台 PLC。 1969 年，美国研制出世界第一台 PDP-14 1971 年，日本研制出第一台 DCS-8 1973 年，德国研制出第一台 PLC 1974 年，中国研制出第一台 PLC 发展：20 世纪 70 年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制 器，使 PLC 增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特 征的工业控制装置。此时的 PLC 为微机技术和继电器常规控制概念相结合的 产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可 编程序控制器定名为 Programmable Log

19、ic Controller（PLC） 。 20 世纪 70 年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全 面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、 更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、 PID 功能及极高的性价比奠定了它 在现代工业中的地位。 20 世纪 80 年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世 界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制 器已步入成熟阶段。 20 世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直 保持为 3040%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算

20、能力、人机接 口能力和网络能力得到大幅度提高， PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用 山西职业技术学院毕业论文8 上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。 20 世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。 这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了 各种人机界面单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。 2.7 PLC 的选型 现在应用最广泛的 PLC 有三菱、西门子、欧姆龙、松下等。 三菱 PLC 结构灵活、传输质量高、速度快、带宽稳定 、范围广、成本低、 适用面广但是数据处理比西门子弱。 西门子 PLC 性能强大、可操

21、作性强、有相配套的伺服系统和组态软件 但 是价钱太高。 山西职业技术学院毕业论文9 3、系统的硬件设计与实现 3.1 红外线检测模块 红外技术的内容包含四个主要部分：红外辐射的性质，其中有受热物体所 发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性：反射、折 射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。红外元件、部件的研制，包括辐射 源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。把各种红外元件、部件构成系统 的光学、电子学和精密机械的组成部分。红外技术在军事上和国民经济中有着 广泛的应用。 红外技术有很多应用，例如在夜晚可以用看见物体的红外线来确定物体的 位置;用一个红外线发射器和一个红外线接收

22、器在生产上可以计算商品的数量； 军事上可以用来防止敌人侵入,当红外线发射器和接收器被挡住, 警报就会响; 在医学上还可以查看人的病情等等。红外线计数器分为对射式和反射式两种电 路。对射式红外线是一个发射头和一个接收头在中间如有物件通过就遮挡一下 光线，输出脉冲信号触发计数电路；反射式红外线是把发射头和接收头做在一 块成为一个红外探头，当探头前有一个物件出现就把发射头的红外线反射给接 收头，探头输出一个脉冲给计数器计数。 图 2-1 红外线接收管 本文所设计的计数器是采用红外线遮光方式，利用红外对射管作计数传感 器, 当有物体通过时光被遮挡住,接收模块输出一个高电平脉冲,对此脉冲进行 计数, 就

23、可实现对产基于这种光电检测原理, 配合组成集成电路,就可品的统计。 设计测物对光束的遮挡或反射，由同步回光电传路感应反射回来的光的强弱而 检测物体的存在与否。感器首先发出红外线光束到达或透过物体，物体或镜面 对红外线光束进行反射，光电传感器接收反射回来的光束，根据光束的强弱判 山西职业技术学院毕业论文10 断物体的存在，多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。红外 对射管的种类很多，有镜反射式光电开关、漫反射式、槽式、对射式、光纤式 等。 红外检测电路如图所示，当红外对管之间红外对射管将输入电流在发射器 上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进 行探测。每

24、当物件通过红外对射管中间一次，红外光被遮挡一次，光电接收管 的输出电压发生一次变化，这个变化的电压将产生一个脉冲信号。对射式红外 线计数器。该装置抗干扰能力强,工作稳定, 计数准确。 目前常用的红外线对射管是根据物体对近红外线光束的反射原理。 图 2-2 红外检测模块 山西职业技术学院毕业论文11 图 2-3 工作原理图 3.2 PLC 计时计数器 计时器的分辨率有三种，1Ms 、10Ms 、100Ms 三种。计时器的值每增加一 个数字表示多长时间。计时器号决定定时器的分辨率 T0 T64 T32 T96 时间分 辨率是 1Ms。T1T4 等时间分辨率是 10Ms ，T5T31 等时间分辨率是

25、 100Ms。 S7200 系列 PLC 中定时器一共三种： （1）接通延时计时器 TON （2） 断开延时计时器 TOF （3）保持型接通延时计时器 TONR 接通延时计时器，TON 工作原理 PLC 上电时，计时器的常开接点断开，常闭接点闭合，计时器当前值为 0。 当 IN 断开时，计时器的常开接点断开，常闭接点闭合，计时器当前值为 0。当 IN 闭合时，计时器从 0 开始记时，当计时值大于或等于设定值时，计时器的常 开接点闭合，常闭接点断开，定时器的值记到 32767 为止。在计时的中间，如 果 IN 断开，则计时器的当前值回到 0，常开接点断开，常闭接点闭合。 断开延时计时器，TOF

26、工作原理 PLC 通电时，其常开接点断开，常闭接点闭合，其当前值为 0。当 IN 接通 时，其常开接点立即闭合，常闭接点立即断开，其当前值为 0。当 IN 从接通变 到断开时，定时器从 0 开始记时，当当前值等于设定值时，常开接点断开，常 闭接点闭合，其当前值保持不变。 山西职业技术学院毕业论文12 保持型接通延时计时器，TONR 工作原理 当 PLC 上电时，其常开接点断开，常闭接点闭合，计时值为 0。当 IN 接通 时，定时器其开始计时，当定时器的当前值大于或等于设定值时，常开接点闭 合，常闭接点断开，同时定时器继续计时。当 IN 断开时，定时器的当前值保持 不变，当 IN 再次接通时，定

27、时器以此值为基数开始计时。可用 R 指令复位定时 器的当前值。 计时器注意事项： A、每个定时器线圈只能用一次,接点可以多次使用。 B、定时器的编号决定定时器的类型和分辨率。 C、分辨率是 1mS 和 10mS 的定时器，其接点不能出现在自身的 IN 回路中。 D、定时器在使用时只能是 TON、TOF、TONR 中的一种，不能同时是其中的 两种或三种形式。 E、 定时器的设定值最大是 32767，最小为 0。 F、IN 不能直接接左侧的能量线。 对输入的信号进行计数，在计数输入信号的上升沿计一次数。计数器用 C 表示。 S7200 一共有 256 个计数器，编号从 C0 到 C255。 计数器

28、有三种类型： (1)加计数器，CTU (2)减计数器，CTD (3)加减计数器，CTUD 一个计数器类型可以是三种类型中的一种，和计数器编号无关，但是统一 个计数器不可同时使用两种或三种以上类型。 加计数器，CTU 工作原理 初次上电时，计数器的当前值为 0，计数器的位为 OFF，常开接点断开，常 闭接点闭合。当复位端 R 断开时，计数输入端（CU）上升沿时（ONOFF） ，计 数器加 1，直至加到 32767 时停止计数。当计数器的当前值大于或等于设定值 时，计数器的常开接点闭合，常闭接点断开。当复位端 R 接通时，计数器的当 前值复归到 0。对计数器执行复位指令（R）时，计数器的当前值复归

29、到 0。 减计数器，CTD 装载输入 LD 断开（OFF） ，在计数输入端 CD 上升沿（OFF 到 ON）时，计数 器当前值减 1，直到减到 0 时，停止计数。当当前值为 0 时，其常开接点闭合， 常闭接点断开。当装载输入 LD 接通（ON）时，计数器的常开接点断开，常闭接 山西职业技术学院毕业论文13 点闭合，计数器的值变为设定值。初次上电时，减计数器的位为 ON（常开接点 闭合，常闭接点断开） ，计数器的当前值为 0。 加减计数器，CTUD 加计数输入 CU 由 OFF 到 ON（上升沿）时，计数器加 1。当减计数输入 CD 由 OFF 到 ON（上升沿）时，计数器减 1。当计数器的值大

30、于或等于设定值时， 计数器的常开接点闭合，常闭接点断开。复位 R 变成 ON 时，计数器复位到 0。 3.3 电磁阀 追朔电磁阀的发展史，到目前为止，国内外的电磁阀从原理上分为三大类 (即：直动式、分步直动式、先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上 的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步膜片结构、先导式膜片结构、 直动活塞结构、分步活塞结构、先导活塞结构)。 (一)、直动式电磁阀 原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开； 断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。 特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但一般通径不超过 25mm。 (二)、分步

31、直动式电磁阀 原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口压差 0.05Mpa，通电时，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门 打开。当入口与出口压差0.05Mpa，通电时，电磁力先打开先导小阀，主阀下 腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀 和主阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。 特点：在零压差或真空、高压时亦能可靠工作，但功率较大，要求竖直安 装。 (三)、先导式电磁阀 原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周 围形成上低下高的压差，推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把 先导孔关闭，入

32、口压力通过旁通孔迅速进入上腔室在关阀件周围形成下低上高 的压差，推动关闭件向下移动，关闭阀门。 特点：流体压力范围上限很高，但必须满足流体压差条件。 通过导线将电磁阀体内线圈输入正向脉冲信号，线圈产生的工作磁通，使 动芯吸合，打开阀门。当停止正向脉冲信号输入时，动芯释放，动芯在弹簧力 的作用下回复到初始状态，关闭阀门。另外有自保持型的，停止输入正向脉冲 山西职业技术学院毕业论文14 或断电后也能保持，需要输入负向脉冲信号才能复位；脉冲电磁阀的工作原理 是利用电器的脉冲转化为机械的脉动使得脉动气体的强大能量变成动量在短时 间内释放产生巨大冲力。 本文是通过红外传感到有人靠近时输出一个信号给控制电

33、路，控制电路发 出控制信号给电磁阀，进行短暂冲水；红外传感到有人离开时输出信号给控制 电路，控制电路发出信号给电磁阀，进行较长时间冲水。4、系统工作原理 4.1 探测信号 在公厕的每一个位置上都安装红外线传感器，探测元件的波长灵敏度在 0.220m 范围内而人体辐射的红外线中心波长为 910 m。在传感器顶端开设 了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为 710m，正 好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线则由滤光片予以吸收， 这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。当有人入厕的时候， 红外线传感器能够检测出人体发出的红外线辐射，并且经过红外线开关将其转

34、化为电信号输出，产生高电平信号开始计数。当人上完厕所离开后，电路恢复 到低电平信号，而 PLC 电路被输出脉冲信号的下降沿触发。这样设计的好处是 能够避免重复计数，准确的统计入厕人数，克服了传统的机械定时冲水系统的 缺点。 4.2 信号传输过程 采用新型红外传感器探测入厕人体红外线辐射，将其经过控制电路转化成 微弱的电信号输出，经运算放大器 OP1、OP2 进行运算放大，再将放大后的电信 号经比较器 COP1 和 COP2 构成的双向鉴幅器处理，同时滤去干扰信号，最后将 有效信号输入驱动计数器计数。 图 3-1 信号传输过程图 山西职业技术学院毕业论文15 4.3 冲水动作的触发 入厕人数是由

35、输入的单脉冲个数决定的，而单脉冲信号是由传感器探测到 的红外线信号经过放大器，比较器等处理，滤去干扰信号而产生的。当单脉冲 信号下降沿输入 P 计数器，分别开始计时和计数。冲水动作的触发是由计时器 和计数器共同决定的，当在预设的时间内入厕人数达到预设值时则触发冲水； 当在预设的时间内入厕人数未达到预设值，则在预设时间触发冲水。冲水动作 完成之后电路产生一个复位信号，PLC 复位，控制系统的计时和计数重新开始。 LC 时一个工作周期便开始。第一个脉冲输人后，PLC 启动计时器和 4.4 水箱注水控制 水箱采用自动注水控制系统，在水箱里安装水位传感器实时监控水位。水 箱的水是根据水位的高低利用液位

36、继电器对进水阀门的开关进行控制。给水箱 预设一个最低水位和最高水位高度值，当水位低于最低水位，自动开启进水阀 门开始注水，实时保持水箱内充满水；当水位高于最高水位，关闭进水阀门停 止注水，不致使水溢出水箱，节约用水。 山西职业技术学院毕业论文16 5、PLC 程序的设计 5.1 程序流程图 图 4-1 程序流程图 山西职业技术学院毕业论文17 5.2I/O 分配表 表 4-1 I/O 分配表 5.3 工作原理梯形图 图 4-2 梯形图设计 PLC 的 I/O 地址连接的外部设备 X000启动开关 M0T1 定时继电器 M1T2 定时继电器 1 Y000输出继电器 山西职业技术学院毕业论文18

37、附 录 实践证明，本设计所采用西门子 S7-200 型可编程控制器的硬件配置和程 序设计是完全可行的，在实际控制中，由于 PLC 产品自身具有可靠性高、灵 活性强、对工作环境无要求和抗干扰性能好等诸多优点，使之完全可以将操作 人员从恶劣的现场环境中解放出来，因此深受用户欢迎。同时采用 PLC 控制 液体混合装置，还能容易的随时修改可编程控制器程序，以改变液体混合装置 的工作时间和工作状态，满足不同液 体混合的需要。该控制系统可用较少的 资金投入，达到很高的控制精度， 有很好的推广价值。 任何设计的控制系统都是要经过实践和时间的考验方能不断的完善。就 如同我们做毕业设计，这毕业设计是对我们所学知

38、识的考验，也是对我们对知 识综合运用能力的考验。更是对我们做一件事情的态度的考验。经过设计我们 应该学会认真、专心，更有毅力的做一件事情，这样我们在以后的工作和生活 中才能经得起实践和时间的考验，我们才能走的更远！ 山西职业技术学院毕业论文19 结束语 在地球水资源日益匮乏的今天，如何珍惜水资源，提高水资源的利用率对于每 个人都是很关心的问题。随着我国经济社会的不断发展，对水资源的需求越来 越大，而我国作为一个水资源极度短缺的国家，与此形成了鲜明的对比，加强 节约用水尤其是公共场所的节约用水尤为关键，而自动冲水装置可以很好的解 决这一问题。 自动冲水装置具有成本低廉、结构简单、易于控制等特点，

39、从而达到节能、 优化控制的目的，可广泛用于学校，饭店、商场、超市、博物馆、展览观、车 站、码头、银行等场公共场所，适宜实际使用与广泛推广。当然本装置亦存在 一些缺点，如计数装置不稳定，人员过多时红外检测电路不能正常工作等，这 些问题需进一步的加以解决。 本文介绍了公厕清洁中应用 PLC 技术对冲水系统的智能控制。从选择电红 外传感器，应用传感器对入厕人数统计，具体设计流程等几个方面进行分析讲 解。提出对冲水控制电磁阀门用计数和计时两种方式进行控制，以达到节约用 水的目的。这种设计方式的优点是操作非常简便，投入较少，可靠性强，节省 了教学楼等公共场合的清洁用 山西职业技术学院毕业论文20 谢 辞

40、 我完成这篇毕业论文，得到了许多人的帮助。首先，我要特别感谢我的指导老 师杜红老师。在我撰写论文的过程中，杜老师付出了大量的心血和汗水，无论 是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定 稿方面，我都得到了杜老师细心、耐心地辅导和热情的帮助，她指导我论文一 定要严格按照论文格式去写，并且要有自己的观点和看法。她广博的学识、严 谨的治学精神和一丝不苟的工作作风深深影响了我，使我终身受益。在此我表 示真诚地感谢. 同时，在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，在此一并致 以诚挚的谢意。最后，我向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见 的各位老师表示衷心地感谢

41、！ 山西职业技术学院毕业论文21 参考文献 1杨小林.基于 AT89C51 单片机的恒压变频供水控制系统J.光盘技术， 2007，(03). 2石磊.PLC 系统在九华街污水处理系统的应用J.制造业自动化，2010，(01)： 147149. 3张秀珍，戴伏生，毛兴鹏.热释电红外传感器在车辆计数系统中的应用J. 传感器技术 2000，(02). 4姚斌.电子元器件与电子实习实训教程M.北京：机械工业出版社，2009. 5日立公司 E 系列可编程序控制器使用手册 6耿文学,华熔.微机可编程序控制器原理、使用及应用实例M.电子工业出版 社,1990. 7王兴配，缪煜新，邱宣振.欧洲电磁阀技术新动向J.石油化工自动化， 2004（4）：2-3.