用PLC对公共厕所部分设施进行自动控制的思考
摘要：随着社会文明的不断进步，人们对公共设施智能化的要求越来越高，公共厕所的智能化改造已成为未来城市化改造中一个重要环节，本文利用PLC、传感器等元件对公共厕所部分设施进行自动控制的改造提出一些思考，从公共厕所马桶冲水系统、洗手盆自动冲水系统，以及公共厕所纸巾自动售卖系统的改造阐述了公共厕所自动控制的优越性。
关键词：PLC、传感器、自动控制
引言：
公共厕所是现代社会不可或缺的城市基础建设。它不仅可方便人们生活、满足人们生理功能需要；还是收集、贮存和初步处理城市粪便的主要场所；同时作为城市建筑的公厕设施本身也是反映城市文明程度的景观之一。从宏观上来看，它反映了这座城市的规模、地位与发展，与人们日常生活息息相关；从微观上来看，它刻划着城市的细节，彰显着城市的品味，传达着城市的文明气息，公厕已成为现代城市文明形象的窗口之一，体现着城市物质文明和精神文明的发展水平。
由于我国人口基数大，水资源较为紧张，公共厕所网点多、分布广，建设使用维护不到位，使用者素质参差不齐的特点，经常出现公厕使用时便后未及时冲水，影响环境卫生；洗手池冲水阀门未能及时关闭，造成水资源浪费严重；同时洗手后废水直接排入下水道，不能循环利用，造成浪费；以及入厕时的突发性特点，人们未带纸巾入厕等问题的出现。特别是在城市主要商业区、车站、机场、码头以及重点风景区等人员密集场所的公厕更加突出，不容忽视。
正文：
针对上述遇到的情况，本文将采用三菱PLC对公共厕所部分功能进行改造，从而实现对该类厕所部分功能进行自动化的管理，从而改善公共厕所基本卫生状况，节约水资源，节省人力，方便群众，一举多得。
一、针对大、小便后不冲厕所的情况，可以在便池和马桶上安装自动冲水装置。
1、控制要求：在设备上安装一个传感器，当传感器检测到有人时，传感器常开触点自动闭合（只要人未离开，传感器触点就一直保持闭合状态），当人离开后，传感器触点自常闭开，从而进行自动冲水控制。即：传感器触点闭合时进行第一次冲水，自闭合起延时3s后冲水装置起动，冲水时间2s；传感器触点断开时进行第二次冲水，冲水5s后自动停止。
2、I/O分配表：
输入端 输出端
外部输入设备 内部输入点 外部输出设备 内部输出点
马桶1位置传感器 X0 马桶1位置水池冲水闸阀 Y0
马桶2位置传感器 X1 马桶2位置水池冲水闸阀 Y1
…… …… …… ……
马桶8位置传感器 X7 马桶8位置水池冲水闸阀 Y8
3、I/O分配图：（见附图）
4、梯形图：
二、针对洗手盆的处理，可以用自动出水系统。
1、控制要求：在洗手盆的水龙头下方正对人手的位置安装传感器，当传感器检测到人手信号后自动闭合，为防止其它干扰信号的存在，此信号必须保持1S以上，如果在1秒时间内感应不到手的存在，闸阀不动作；如果传感器信号持续1秒以上，则水龙头闸阀打开，持续供水，10秒后断开；手离开洗手盆，传感器检测不到手信号，延迟1秒后水龙头闸阀自动关闭。同时，洗手盆的水连接到水箱，可以进行便池冲水，循环利用，节约水资源。
2、I/O分配表：
输入端 输出端
外部输入设备 内部输入点 外部输出设备 内部输出点
洗手盆1位置传感器 X10 洗手盆1位置水龙头闸阀 Y10
洗手盆2位置传感器 X11 洗手盆2位置水龙头闸阀 Y11
洗手盆3位置传感器 X12 洗手盆3位置水龙头闸阀 Y12
3、I/O分配图：（见附图）
4、 梯形图：
三、针对忘记带厕纸的情况，可以在公厕的门口放置纸巾自动售卖机。
它与一般的自动售货机类似，由计币系统、比较系统、选择系统、供应系统、退币系统和报警系统组成。
1、控制要求：
（1）计币系统：当顾客要买纸巾时，投入的硬币经过感应器，感应器记忆投币的个数且传送到检测系统（即电子天平）和计币系统。只有当电子天平测量的重量小于误差值时，允许计币系统进行叠加钱币，将记录的数据存放到数据寄存器D2中。如果大于误差值时，则认为是假币，直接退出投币，等待顾客重新投币。
（2）比较系统：投币完成后，系统会把D2内钱币数据和可以购买纸巾的价格进行区间比较。当投入的钱币小于1元时，指示灯Y0亮，显示投入的钱币不足，此时，可以再投币或选择退币；当投入的钱币小于2元时，XX牌纸巾指示灯长亮，可以选择XX牌纸巾或退币；当投入的钱币等于或大于2元时，XX牌纸币和YY牌纸币指示灯长亮，可以选择XX牌纸巾、YY牌纸巾或退币。
（3）选择系统：按下XX牌纸巾选择按钮或YY牌纸巾选择按钮，相应的选择指示灯由长亮转为以1秒每次的频率闪烁。直到纸巾供应完毕，闪烁停止。
（4）纸巾供应系统：当按下选择按钮时，相应的电磁阀（Y4或Y6）和电机(Y3或Y5)同时启动。在纸巾输出的同时，减去相应的购买钱币数。当输出达到8秒时，电磁阀首先断开，小电机继续工作0.5秒后停机。
（5）退币系统：当顾客购完纸巾后，多余的钱只要按下退币按钮，系统会把数据寄存器D2内的钱币数除以10得到的商放在D10里面，同时启动退币电机，优先选择1元硬币退款，感应器开始计数，当感应器记录的个数等于数据寄存器退回的钱款时，退币电机停止运转。
（6）报警系统：报警系统如果是非故障报警，只要通过网络通知工作人员加纸巾或钱币。如果是故障报警则需要通知维修人员到现场进行维修，同时停止服务，避免造成顾客的损失。
2、I/O分配表：
输入端 输出端
外部输入设备 内部输入点 外部输出设备 内部输出点
5角硬币入口 X13 钱币不足 Y13
1元硬币入口 X14 XX牌纸巾选择指示灯 Y14
XX牌纸巾选择按钮SB2 X15 YY牌纸巾选择指示灯 Y15
YY牌纸巾选择按钮SB3 X16 XX牌纸巾电机 Y16
1元退币感应器 X17 XX牌纸巾电磁阀 Y17
5角退币感应器 X20 YY牌纸巾电机 Y20
退币选择按钮SB4 X21 YY牌纸巾电磁阀 Y21
XX牌纸巾供应完毕 X22 无币报警 Y22
YY牌纸巾供应完毕 X23 XX牌纸巾供应不足报警 Y23
1元钱币不足 X24 YY牌纸巾供应不足报警 Y24
5角钱币不足 X25 1元传动电机 Y25
启动SB0 X26 5角传动电机 Y26
急停SB1 X27
3、I/O分配图：（见附图）
4、梯形图：
小结：通过以上改造，能够实现对普通厕所部分设施进行自动化控制管理的目的，达到美化环境、节约水资源、避免人力资源浪费、有效服务群众的良好效果，同时改造后的公共厕所，由于人对设施的接触性操作的减少，基本设施使用寿命将明显延长，维护成本较低，可靠性明显增强。希望我的思考能够为未来城市化公厕改造提供一些参考。
致谢：在此次设计过程中，我得到了梁銶琚职业技术学校老师的悉心指导，谨此深表谢意。由于本人水平、经验有限，加之时间仓促，本文中难免有不足和错漏的地方，肯请各位评委老师给予批评指正，再次表示诚挚谢意。
参考文献：
1、钟肇新、范建东编著《可编程控制器原理及应用》 广州：华南理工大学出版社，2003。
2、张还主编《三菱FX系列PLC控制系统设计与应用实例》 北京：中国电力出版社， 2011。
3、 张洪润，张亚凡，邓洪敏主编《传感器原理及应用》 北京：清华大学出版社，2008。
4、程周主编 《电气控制与 PLC原理及应用》 北京：电子工业出版社， 2007。
5、广东省职业技能鉴定指导中心编《技师论文撰写与答辩》 广州：广东经济出版社， 2001。
