浅谈如何用PLC实现公共卫生间的自动冲水控制

浅谈如何用PLC实现公共卫生间的自动冲水控制

朱艳青，女，汉族，1982年生，河南永城人，助教，学士学位，现在任职于永城职业学院矿业工程系，主要从事电学方面的教学及科研工作。

摘要： 本文介绍了一种如何用PLC控制的红外光电式公共

卫生间自动冲水控制装置。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，把它转化为电信号，触发PLC电路。这种装置克服了传统冲水系统的缺点，控制精确，节水效果好,适应用于机场、火车站、汽车站、

医院、敬老院、学校等人流量较大的公众场合，有很大的推广应用价值。

关键词：PLC；热释红外线传感器；自动控制 0 设计背景

在一些公共场所，卫生间环境的好坏，直接体现着一个单位的文明形象。目前我国公共卫生间大都采用浮球式水箱,采用这种冲水方式，无论卫生间便池是否需要冲洗，只要水箱水位是满的,浮球装置就开阀放水，进行冲洗卫生间,特别是在一些夜间人流量较少的公共场合,卫生间的水仍然在一直在流淌，造成水源的巨大浪费。

1 控制原理分析

本文介绍的这种卫生间自动冲水节水智能控制的特点是：该设计是把传感器和PLC技术相结合，通过一个红外线

传感器开关来判断是否有使用者，采用热释红外线传感器对入厕的人员进行识别和计数，当有使用者时，时间达到预先设定值，开关接通后放水冲洗，同时根据不同的时间段执行不同的动作，而后系统恢复，以待下次使用，形成整个自动冲水的控制。

2 控制的具体要求

某公共男士卫生间自动冲水系统的控制要求为：使用者站满3s才会执行冲水动作，冲水2s自动停止（第一次冲水），待使用者离开时，再冲水3s后自动停止（第二次冲水），如此循环往复。 3 控制系统的硬件设计 1）热释电红外传感器探测信号

该设计中在公共卫生间男便池的每一个位置上都安装一个热释效应红外线传感器，热释电红外线传感器是一种新型的敏感元件，能检测出人体发出的红外线辐射，而抑制掉其他光(如阳光、灯光等人体波长以外的光波)，并将红外线辐射输入并转化成电信号输出。

2）PLC型号的选择

该设计中采用的PLC型号为日本松下公司生产的FP0系列中的C16机型，FP0型号的PLC属于超小型PLC，功能强大，而且具有世界上最小的安装面积，性价比很高，使用领域很广泛。 3）水箱的选择

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继电器对进水阀门的开关进行控制。

4 控制系统的程序设计

1）I/O的选择

根据本控制任务，要实现卫生间的自动冲水控制要求，其输入部分为：红外光电式光电开关---X0；SB紧急停止按钮---X1。其输出部分为：水阀YA---Y0。I/O接线图如下：

2）FP0系列的DF和DF/指令简介

根据本项目的控制要求，可以画出该控制的时序图如下所示：

从波形图上看出，有人进去（X0的上升沿到来）一次（X0每接通一次）则输出Y0要接通2次。X0接通后延时3S将Y0第一次接通，第一次接通2S；然后是当人离开（X0的下降沿到来）时Y0第二次接通，第二次接通3S。

注意：前后两次接通的时间长短不一样，分别是2S和3S，用定时器就可以实现，本设计要用到3个定时器，分别定时3S、2S和3S；

另外本设计中有人进去是表示X0的上升沿到来，当人离开是表示X0的下降沿到来，这需要用到PLC的边沿指令或微分指令DF和DF/来编程。

DF和DF/指令也称为脉冲输出指令。其功能为：当驱动信号的上升沿和下降沿到来时，操作元件接通一个扫描周期。其余时间操作元件都呈现断开状态。 3）程序设计

X0指令是作为Y0第一次接通前的开始定时信号和第二次开通的启动信号。X0每接通一次，Y0就要输出两次。但是同一编号的继电器线圈不能在梯形图中两次出现，否则称为“双线圈输出”，违反梯形图设计规则，所以Y0前后两次接通要用辅助继电器R10和R15进行过度和“记录”，再将R10和R15的常开触点并联后驱动Y0输出即可。

中间继电器R0和R1之前有微分指令，所有二者都是微分短信号，要使用定时器精确定时，就必须设计成启-保-停电路。而PLC的定时器只有延时触点而没有瞬时触点，因此用R0驱动另外一个中间继电器R2，使之接通并自锁，并同时把TMX0接通，提供长信号保证，3S定时时间到了之后，通过T0接通R10，再通过R10将输出Y0接通，进行第一次冲水。同样，R15也是供TMX2完成3S定时的辅助继电器，而且通过R15将Y0第二次接通。

根据上述设计思路分析得出梯形图如下：

4）程序调试

在实训室内采用仿真软件进行模拟测试，对该程序进行调试。效果良好，能完美的达到控制要求。 5 结束语

本文介绍了公共卫生间中如何用PLC进行红外光电式公共卫生间自动冲水控制装置。该系统以PLC为核心，通过接近开关传感器接收输入信号，由PLC输出动作指令，控制电磁阀动作，实现洗手间的自动冲水清洁。这种设计方式的优点是操作非常简便，投入较少，可靠性强，节省了公共场合的清洁用水。 参考文献

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[7]《PLC应用技术》 周建清 主编 北京：机械工业出版社.2007.11

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