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双氧水生产控制系统 - PLC 使用说明书（单文件版）

说明：本版本为“复制到在线 Markdown 系统”准备，图示采用 内嵌 SVG（不依赖外部文件，也不依赖 Mermaid）。

1. 硬件确认

本项目硬件固定如下：

  • PLC：S7-200 SMART CPU ST30
  • 右侧第 1 个模块：AE08（8 路 4-20mA 模拟量输入）
    • 模拟量输入地址：AIW16 ~ AIW30
  • 右侧第 2 个模块：AQ02（2 路模拟量输出）
    • 模拟量输出地址：AQW32、AQW34

模块布局示意图

MinDoc 一般会过滤内嵌 SVG/HTML，因此本“单文件粘贴版”默认使用 Mermaid（渲染为矢量图，可无限放大）。

%%{init: {'theme': 'base', 'themeVariables': { 'fontFamily': 'Arial', 'fontSize': '16px', 'primaryTextColor': '#111827', 'lineColor': '#111827' }}}%%
graph LR
  classDef cpu fill:#f3f4f6,stroke:#111827,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef ai  fill:#dbeafe,stroke:#1d4ed8,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef ao  fill:#dcfce7,stroke:#166534,stroke-width:2px,color:#111827;
  linkStyle 0,1 stroke:#111827,stroke-width:2px;

  CPU["CPU ST30"]:::cpu --> AE08["AE08<br/>8×4-20mA<br/>AIW16~AIW30"]:::ai --> AQ02["AQ02<br/>2×AO<br/>AQW32/AQW34"]:::ao

如果你的 MinDoc 未开启 Mermaid，可用下面的纯文本布局：

CPU ST30  ->  AE08 (8×4-20mA, AIW16~AIW30)  ->  AQ02 (2×AO, AQW32/AQW34)

1.1 机柜基本布局（后门视角）

下面布局依据“从后门查看”的机柜草图整理，用于现场快速定位与走线分区理解：

  • 顶部：电源/24VDC、RS485 端子与供电等
  • 中部：左侧为阳极侧、右侧为阴极侧，中间为两路泵与驱动/调速
  • 底部：接地排、纯水机/制水机控制、空压机与交流电相关
%%{init: {'theme': 'base', 'themeVariables': { 'fontFamily': 'Arial', 'fontSize': '14px', 'primaryTextColor': '#111827', 'lineColor': '#111827' }}}%%
graph TB
  classDef pwr fill:#f3f4f6,stroke:#111827,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef sig fill:#dbeafe,stroke:#1d4ed8,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef act fill:#fef3c7,stroke:#92400e,stroke-width:2px,color:#111827;

  subgraph TOP["机柜顶部"]
    PWR["电源/24VDC"]:::pwr
    BUS["RS485/端子/供电"]:::sig
  end

  subgraph MID["机柜中部"]
    subgraph L["左侧：阳极侧"]
      AFlow["阳极：流量计"]:::sig
      ALevel["阳极：液位/压力等变送器"]:::sig
      AValve["阳极：阀/补水阀"]:::act
    end
    Pumps["中间：阳极泵 + 阴极泵（驱动/调速）"]:::act
    subgraph R["右侧：阴极侧"]
      CFlow["阴极：流量计"]:::sig
      CLevel["阴极：液位等变送器"]:::sig
      CValve["阴极：阀/补水阀"]:::act
    end
  end

  subgraph BOT["机柜底部"]
    PE["接地排"]:::pwr
    RO["纯水机/制水机控制"]:::act
    AC["空压机/交流电相关"]:::pwr
  end

  TOP --> MID --> BOT

走线建议：

  • 4-20mA 与 RS485 尽量走“信号线槽”，远离交流电与电机线
  • 模拟量线建议用屏蔽双绞线，屏蔽层单端接地（接地排）
  • 强弱电分槽/分层，交叉尽量 90°

2. 程序与文件

  • PLC 导入用程序：双氧水控制_v7.awl
  • 编辑查看用程序：双氧水控制_v7_utf8.awl
  • 工艺说明：开关机说明-V2.txt
  • 本说明书（仓库版）：PLC使用说明书.md

2.1 是否需要“向导”？

本项目当前版本使用 AE08 模拟量输入（AIW16~AIW30） 与 AQ02 模拟量输出（AQW32/AQW34），不依赖 PWM/PTO/HSC/通信向导生成的程序块。

但仍需要在 Micro/WIN SMART 的 系统块 中确认：

  • CPU 型号为 ST30
  • 模块顺序为 AE08（第 1 个）+ AQ02（第 2 个），地址分别为 AIW16 起、AQW32 起
  • 模拟量量程/类型（4-20mA、0-10V 等）与现场一致

3. 接线对照表（必须按表核对）

3.1 按钮输入（DI）

PLC 地址名称建议接线作用
I0.1开机按钮常开按钮触发开机顺控
I0.2关机按钮常开按钮触发关机顺控
I0.3急停建议常闭回路立即停机并关闭所有输出

3.1.1 水流量计（霍尔脉冲）

本项目水流量计为霍尔脉冲输出型（方波），说明书要点如下（详见 docs/937-15xxF01_GB.pdf）：

  • 输出方式：开集电极 NPN（Open collector NPN），方波输出
  • 供电范围：+3.8 ~ +24 VDC
  • 输出电平：被触发时将信号端拉到 0V（饱和压降 <0.7V），不触发时开路
  • 说明书强调：不同介质/安装会导致 “Pulses/litre” 有偏差，建议整机管路条件下做标定

3.1.1.1 接线建议（按 NPN 开集电极）

  • 供电：流量计 + 接 +24V（或按现场实际供电），- 接 0V
  • 信号：流量计 Signal 接到 PLC 的高速/普通输入点（建议单独占用输入点）
  • 参考地：PLC 输入公共端与流量计 0V 同参考（避免漂移）
  • 抗干扰：信号线用屏蔽线，远离接触器/变频器/电机线

提示：因为是 NPN “下拉到 0V”，在某些接法下 PLC 看到的是“低电平有效”的脉冲（逻辑相反）。程序取脉冲时只要选对“上升沿/下降沿”即可。

3.1.1.2 脉冲换算（把脉冲变成流量）

先确认流量计喷嘴（Nozzle）型号，对应的 Pulses/litre（每升脉冲数） 参考表：

喷嘴直径Pulses/litre（每升脉冲数）
Ø 1.00 mm2223
Ø 1.20 mm1787
Ø 2.00 mm1013
Ø 2.50 mm754
Ø 5.60 mm256

换算公式（推荐每 1 秒统计一次脉冲增量）：

  • 设 ΔP = 1 秒内脉冲数（pulses/s）
  • 设 K = Pulses/litre（pulses/L）
  • 瞬时流量（L/min）：Flow = ΔP / K * 60
  • 累计体积（L）：Total_L = TotalPulses / K

3.2 执行器输出（DO）

PLC 地址设备说明
Q0.2阳极补水电磁阀开机补水用
Q0.3阴极补水电磁阀开机补水用
Q0.4阳极控制电磁阀空压机后延时开启
Q0.5阴极液体电磁阀阴极泵后延时开启
Q0.6空压机（接触器/电磁阀）关机后延时 30 分钟关闭
Q0.7纯水机/制水机开机自动开启
Q1.0直流电源开关控制阴极阀开启 5 分钟后使能

3.3 模拟量输入（AE08，8×4-20mA）

通道PLC 地址建议接入用途
CH0AIW16高压罐压力变送器压力达标判定
CH1AIW18阳极桶液位变送器补水停止判定
CH2AIW20阴极桶液位变送器补水停止判定
CH3~CH7AIW22~AIW30预留预留

3.4 模拟量输出（AQ02，2×AO）

通道PLC 地址建议接入用途
AO0AQW32阳极泵调速（变频器给定等）阳极泵流量/转速控制
AO1AQW34阴极泵调速（变频器给定等）阴极泵流量/转速控制

安全策略：当对应泵未使能时，程序会将 AQW32/AQW34 强制输出为 0。

接线总览示意图

%%{init: {'theme': 'base', 'themeVariables': { 'fontFamily': 'Arial', 'fontSize': '14px', 'primaryTextColor': '#111827', 'lineColor': '#111827' }}}%%
graph LR
  classDef btn fill:#f3f4f6,stroke:#111827,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef sen fill:#dbeafe,stroke:#1d4ed8,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef plc fill:#e5e7eb,stroke:#111827,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef act fill:#fef3c7,stroke:#92400e,stroke-width:2px,color:#111827;
  classDef ao  fill:#dcfce7,stroke:#166534,stroke-width:2px,color:#111827;

  Start["开机按钮<br/>I0.1"]:::btn --> CPU["CPU ST30"]:::plc
  Stop["关机按钮<br/>I0.2"]:::btn --> CPU
  Estop["急停<br/>I0.3"]:::btn --> CPU

  P["压力<br/>AIW16"]:::sen --> AE08["AE08<br/>AIW16~AIW30"]:::plc --> CPU
  LA["阳极液位<br/>AIW18"]:::sen --> AE08
  LC["阴极液位<br/>AIW20"]:::sen --> AE08

  CPU --> V1["阳极补水阀<br/>Q0.2"]:::act
  CPU --> V2["阴极补水阀<br/>Q0.3"]:::act
  CPU --> V3["阳极阀<br/>Q0.4"]:::act
  CPU --> V4["阴极阀<br/>Q0.5"]:::act
  CPU --> Air["空压机<br/>Q0.6"]:::act
  CPU --> RO["制水机<br/>Q0.7"]:::act
  CPU --> DC["直流电源<br/>Q1.0"]:::act

  CPU --> AQ02["AQ02<br/>AQW32/AQW34"]:::ao
  AQ02 --> AO0["阳极泵给定<br/>AQW32"]:::ao
  AQ02 --> AO1["阴极泵给定<br/>AQW34"]:::ao
接线总览示意（按钮/传感器/执行器） 按钮输入（DI） 开机按钮：I0.1 关机按钮：I0.2 急停：I0.3（建议常闭） 传感器（4-20mA） 压力：AIW16（AE08 CH0） 阳极液位：AIW18（AE08 CH1） 阴极液位：AIW20（AE08 CH2） 其余通道：AIW22~AIW30（预留） PLC（CPU ST30） 右侧模块：AE08（AIW16 起）+ AQ02（AQW32 起） 执行器输出（DO） 阳极补水阀：Q0.2 阴极补水阀：Q0.3 阳极阀：Q0.4 阴极阀：Q0.5 空压机：Q0.6 制水机：Q0.7 直流电源：Q1.0 泵调速给定（AO） 阳极泵给定：AQW32 阴极泵给定：AQW34

提示：如需打印，建议用 A4 横向；图中为逻辑对照，电气细节以柜内图纸为准。

4. 操作方法

4.1 开机

  1. 打开总电源
  2. 确认急停已释放
  3. 按下 开机按钮（I0.1）
  4. 系统自动执行：补水 → 空压机 → 阳极阀/泵 → 压力达标 → 阴极泵/阀 → 延时 5 分钟 → 直流电源

4.2 关机

  1. 按下 关机按钮（I0.2）
  2. 系统立即关闭直流电源、阀、泵、制水机
  3. 30 分钟后自动关闭空压机

4.3 急停

按下 急停（I0.3）：系统立即关闭所有输出。排故完成后释放急停，再按开机。