辽宁工程技术大学
电气控制技术与PLC 课程设计
设计题目水塔水位PLC自动控制系统
指导教师
院（系、部）电气与控制工程学院
专业班级
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姓名
日期
电气控制技术与PLC课程设计任务书
摘要
随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置
关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位
目录
1概论 .................................. 错误！未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。
1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。
1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。
1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。
3.2 水塔水位控制系统主电路........... 错误！未定义书签。
3.3 水泵电机的选择................... 错误！未定义书签。
3.4 水位传感器的选择................. 错误！未定义书签。
3.5 PLC I/O接口分配.................. 错误！未定义书签。
3.6 PLC控制电路原理图............... 错误！未定义书签。
4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计...... 错误！未定义书签。
4.1 程序流程图....................... 错误！未定义书签。
4.2 梯形图程序....................... 错误！未定义书签。
4.3 指令表........................... 错误！未定义书签。总结................................ 错误！未定义书签。参考文献................................ 错误！未定义书签。
1概论
我国的水工业科技发展较快，与国际先进水平的差距正在不断缩小，水工业科技体系已初步形成，拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。但是，在水工业科技领域普遍存在着实用性差、转化率低的情况。
这已成为制约我国水工业产业化发展的关键。在水工业科技产业化大潮到来之际，认真分析我国水工业科技发展历程，总结我国水工业科技的特点和特长是寻找水工业产业化突破口的关键。目前，我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。
我国供水行业是推动水科技产业化的龙头。给水行业是城市基础设施投资的主要方向之一。在体制上，供水企业体制的变革已成为市场化发展的必然；在技术上，供水行业则面临着关键给水装备国产化、工艺技术成套设备化、自动控制现代化的迫切的技术要求。优质供水是水工业市场化发展的新增长点，同时要倡导节约用水，提高水的重复利用率，并逐步建立完善的水工业学科体系。完善的水工业学科体系是水工业产业发展的必要保证。传统的给水排水工程学科体系已难以包还水工业的丰富内涵，已不能很好地适应水工业发展的需要，而水工业学科体系正是在给水排水工程学科体系发展而来。
由水工业的社会性所决定，水工业的学科体系由多个相互关联的学科组成，包括：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水工业设备制造技术等，它们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些学科中水质与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。
1.1 可编程序控制器简介
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电器接触控制系统中触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点充分利用微处理器的优点。
1.2 PLC的工作原理
PLC的工作方式:采用循环扫描方式.在PLC处于运行状态时,从内部处理,通信操作,程序输入,程序执行,程序输出,一直循环扫描工作.
1.3 PLC的特点
(一) 高可靠性
1. 所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离
2. 各输入端均采用R-C 滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms.
3. 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰
4. 采用性能优良的开关电源
5. 对采用的器件进行严格的筛选
6. 良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大
7. 大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性
进一步提高。
(二) 丰富的I/O 接口模块
1. PLC针对不同的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。
2. 有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀。
3. 直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。
(三) 采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外，绝大多数PLC 均采用模块化结构，PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
(四) 编程简单易学
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
(五) 安装简单维修方便
PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。
1.4 PLC的选择
目前PLC的发展非常迅速，型号众多，各种特殊功能模板不断涌现。通常根据其I/O 点的数量将 PLC分为三大类：
小型机：256点以下（无模拟量）；
中型机：256 ~ 2048点（64 ~ 128路模拟量）；
大型机：2048点以上（128 ~ 512路模拟量）。
本实验选择FX2N系列PLC。由于输入、输出触点数较少，只需选用一般中小型控制器即可。最终选择FX2N-32M。拥有16个输入点与16个输出点。适合本次课题使用。
2 水塔水位自动控制系统方案设计
设水塔、水池初始状态都为空着的，液位指示灯全灭。当执行程序时，扫描到水池为液位低于水池下限液位时，进水阀打开，开始往水池里进水，如果进水超过3秒，而水池液位没有超过水池下限位，说明系统出现故障，系统就会自动报警并切断电源。若3秒之后水池液位按预定的超过水池下限位，说明系统在正常的工作，水池下限位的指示灯亮，此时，水池的液位已经超过了下限位了，系统检测到此信号时，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵开始工作，向水塔供水，当水池的液位超过水池上限液位时，水池上限指示灯亮，进水阀就关闭，但是水塔现在还没有装满，可此时水塔液位已经超过水塔下限水位，则水塔下限指示灯亮，水泵继续工作，在抽水向水塔供水，水塔抽满时，水塔液位超过水塔上限，水塔上限指示灯亮，但刚刚给水塔供水的时候，水泵已经把水池的水抽走了，此时水塔液位已经低于水池上限，水池上限指示灯灭。此次给水塔供水完成。
当水塔水位低于下限水位时，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动。
当水塔水位低于下限位时，出水阀不能打开。
第3章 水塔水位自动控制系统硬件设计
3.1水塔水位控制系统设计要求 水塔水位控制装置如图2-1所示
水池
S3S4
水塔上限液位开关水塔下限液位开关出水阀
图3-1 水塔水位控制装置
水塔水位的工作方式
当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为OFF ，进水阀打开，开始往水池里注水，当3S 以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时，则系统发出报警，若系统正常，此时水池下限液位开关S4为ON,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON ，进水阀关闭。
当水塔水位低于水塔下限水位时，则水塔下限水位开关S2为OFF ，水泵开始工作，向水塔供水，当S2为ON 时，表示水塔水位高于水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时，则水塔上限水位开关S1为ON ，水泵停止。
当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动。 3.2 水塔水位控制系统主电路
KM3
图3-2 水泵控制图
水泵启动工作：当收到PLC的启动水泵指令后，线圈KM1、KM2中有电流流
过，KM1和KM2的主触点闭合，电机低速启动（星启），当电机启动经过一段时间后，PLC 控制KM3线圈得电，使KM3主触点闭合;同时控制KM2线圈失电，使KM2主触点断开。使电机高速转动（角转）。
水泵停止工作：当收到PLC的停止水泵指令后，线圈KM1、KM2、KM3中无电流流过，KM、KM2、KM3的主触点断开，电机停止工作。
FU：熔断器，当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护电路和设备。熔体的额定电流I fN≥（1.5～
2.5）I N，I N为电动机额定电流。
3.3 水泵电机的选择
由于本次设计选用的水泵电机功率较大，初始运行时的启动电流过大，故主电路中采用星-角变换减压启动，启动时电机的绕组接成星形，进而限制启动电流，当反映启动过程结束的定时器发出指令再后将电机的绕组改接成三角形联结实现全压工作。
一般的水塔供水系统中水塔高度都在30米以上，所用水泵电机在向水池抽水时消耗的能量较大，为了保证水泵能可靠、安全、经济地运行，故综合考虑后将水泵电机额定功率选为11KW，型号为Y2-160L-6，其重要参数有额定电流为24.23A，额定转速为970r/min。水泵扬程为40米，流量为35立方米/小时。
3.4水位传感器的选择
根据本设计的要求所选传感器要求在水面和水底都可以使用，且要考虑到对水质的影响，所以选择超声波液位传感器U9ULS系列的 U9ULS——10/100系列。U9ULS系列超声波液位传感器开关使用范围非常广。具有焊接的不锈钢传感器探头，没有缝隙不会泄露，另外没有易损的活动部件，它不会受温度、压力、密度和液体类型等参数的影响。在大多数情况下，电子设备放在铸铝的，NEMA 4/NEMA 7防爆且防水的壳体中。
U9ULS具有以下特点：
可应用于多种液体中
可承受高达1000psi的压力
不受气泡、蒸汽、杂质后湍流等因素的影响。
长度达121in(303.3cm)
可安装在侧面、顶部或底部
工作原理：U9ULS系列是给予超声波理论工作的。当超声波在空气中传播时，会被严重衰减相反地，如果在液体中传播时，超声波的传播会被大大增强。
电子控制单元发出一系列的电信号，传感器将其转化为超声能量脉冲，并在被探测区内传播。当另一端街道有效信号时，就发出数据有效的信号，表明有液体存在。这个信号输送到继电器，从而产生输出信号。
U9ULS——100系列产品具有性能优异的传感器探头，可在温度为300F和压力为1000PSI 的情况下良好的工作。
U9ULS——10系列产品为更靠近池底，将顶端的探头设计成缺口形状。控制电路设计成小型，密封的结构，可安装在远程的控制地点。
特点：10A的继电器输出
115/230V AC，12V DC或24V DC输入
高增益。无需效准，工作温度可达300 长度可达151.5CM
3.5P
L
C
I
/
O
接口分配
输出部分
输出部分
3.6 PLC 控制电路原理图
根据设计要求，PLC 控制电路原理图如图3-3所示
星启角转
水泵M 出水阀Q 启动停止出水
阀
蜂鸣器水塔上限位灯水塔下限位灯水池上限位灯水池下限位灯
水塔上限位水塔
下限位
水池上限位
池下限位
正常工作灯
水
泵故障灯进水阀故障灯
进水阀Y
图3-3水塔水位自动控制系统PLC 控制电路原理图
4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计
4.1 程序流程图
水塔水位自动控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，控制流程图，如图4-1所示：
图4-1 PLC控制流程图
4.2 梯形图程序
根据控制要求，设计的梯形图程序如图4-2所示。
图4-2 梯形图程序
4.3 指令表
总结
我做的这个题目是有关与PLC系统理论与实践相结合的设计。在对这个设计的材料的搜索进行独立搜索时，对于办公软件的应用有了进一步的提高。同时在对搜集的材料进行整核，结合所学理论知识，以及实际应用操作的情况下，提高了实际操作和独立解决问题的能力。
通过这次设计实践。让我更熟练的掌握了三菱的PLC软件的简单编程方法，对于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理论的运用中，也提高了我的工程素质。刚开始学习三菱PLC软件时，由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时，问题出现了。转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践相结合，缺乏动手能力而造成的结果，最后通过tongxue的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来，同样也看清了自己的不足之处。
设计过程中得到老师的意见和同学的提醒，再加上上网搜集到的资料，我也明白了不是每个问题都能自己解决的，只有通过自己努力以及别人的帮助才能把工作做得更好，古人说：三人行必有我师、思而不学则殆。所以说学习要善于向别人请教，学思结合。
如今课程设计是做完了，可是我的学习之路还没有完，是这次设计让我明白了人这一辈子不能仅仅局限于那一点点满足感，要放眼望去，通过去参与各种实践，提升自己的动手能力，创造属于自己的未来。
水塔水位plc自动控制 用plc控制水位的自动控制原理 水塔水位自动控制 一、实验目的 用PLC 构成水塔水位自动控制系统 二、实验设备 1）Dais-__ 可编程控制模拟实验仪 2）计算机 3）连接导线一套 三、实验内容 1、控制要求：当水塔水位低于水位界（S4 为ON 表示）时，电磁阀Y 打开，于是进 水（S4 为OFF 表示水池水位高于水池低水界），当水池水位高于水池低水界（S3 为 ON 表示），电磁阀Y 关闭。 1）I/O 分配表： 输入输出 SB4：X2 L2：Y1 SB3：X3 2）输入下图的梯形图。
3）调试并运行程序，观察结果。 2、控制要求：当水池水位低于SB4 所指示的位置时，启动SB4 按钮，L2 所指示的电 机工作，水池进水。当水池水位达到SB3 所指示的位置时，启动SB3 按钮，使L2 所 指示的电机关闭，停止进水；当水塔水位低于SB2 所指示的位置时，启动SB2 按钮， L1 所指示的电机工作，开始水塔进水。当水塔水位达到SB1 所指示的位置时，启动SB1 按钮，使L1 所指示的电机停止工作。 1）I/O 分配表： 输入输出 SB1：X0 L1：Y0 SB2：X1 L2：Y1 SB3：X2 SB4：X3 2）输入下图的梯形图。 用plc控制水位的自动控制原理 3）调试并运行程序，观察结果。 四、编程练习 1）当水池水位低于水位界时（S4 为ON），电磁阀Y 打开进水（S4 为OFF 表示水池水位高于水池低水界）。当水位高于水池高水位界（S3 为ON 表示），阀门关闭。当S4 为OFF 时，且水塔水位低于水塔低位界
时，S2 为ON，电动机M 运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电动机M 停止。 根据上述控制要求编制水塔水位自动控制程序，并上机调试运行。 2）当水池水位低于水位界时（S4 为ON 表示），电磁阀Y 打开进水（Y 为ON）定时器开始定时，2S 以后，如果S4 还不为OFF，那么阀Y 指示灯闪烁，表示阀Y 没有进水，出现故障，S3 为ON 后，阀Y 关闭（Y 为OFF）。当S4 为OFF 时，且水塔水位低于水塔低位界时S2 为ON，电动机M 运转抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电动机M 停止。 根据上述控制要求编制水塔水位自动控制程序，并上机调试运行。
辽宁工程技术大学 电气控制技术与PLC 课程设计 设计题目水塔水位PLC自动控制系统 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期
电气控制技术与PLC课程设计任务书
摘要 随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。 本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置 关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位
目录 1概论 .................................. 错误！未定义书签。 1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。 1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。 1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。 1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。 2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。 3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。 3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。 3.2 水塔水位控制系统主电路........... 错误！未定义书签。 3.3 水泵电机的选择................... 错误！未定义书签。 3.4 水位传感器的选择................. 错误！未定义书签。 3.5 PLC I/O接口分配.................. 错误！未定义书签。 3.6 PLC控制电路原理图............... 错误！未定义书签。 4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计...... 错误！未定义书签。 4.1 程序流程图....................... 错误！未定义书签。 4.2 梯形图程序....................... 错误！未定义书签。 4.3 指令表........................... 错误！未定义书签。总结................................ 错误！未定义书签。参考文献................................ 错误！未定义书签。
水塔水位控制系统P L C 设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
水塔水位控制系统PLC设计 1、水塔水位控制系统PLC硬件设计 、水塔水位控制系统设计要求 水塔水位控制装置如图1-1所示 控制装置 水塔水位的工作方式： 当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为 ON，水阀Y打开（Y为ON），开始往水池里注水， 定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过 水池下限液位开关时（S4还不为OFF），则系统发 出报警（阀Y指示灯闪烁），表示阀Y没有进水，出现故障；若系统正常，此时水 池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则 S3为ON，阀Y关闭（Y为OFF）。 当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为 ON），电机M开始工作，向水塔供水，当S2为OFF时，表示水塔水位高于水塔下 限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时（水塔上限水位开关S1为OFF），电机M 停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不 能启动） 水塔水位控制系统主电路 水塔水位控制系统主电路如图1-2所示： 图1-2 水塔水位控制系统主电路 、I/O接口分配 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。 这是一个单体控制小系统，没有特殊的控制要求，它有5个开关量，开关量输 出触点数有8个，输入、输出触点数共有13个，只需选用一般中小型控制器即 可。据此，可以对输入、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统的I/O接线图如 图1-3所示。 图1-3 水塔水位控制系统的I/O接线图
设计题目：基于PLC的水塔水位控制系统院系：电气工程系 专业：电子信息工程 年级：2012 级 姓名：飞 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 年月日课程设计任务书
专业电子信息工程姓名飞学号20128092 开题日期：年月日完成日期：2014年12月15日题目简易漏电报警器 一、设计的目的 二、设计的容及要求 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章)
年月日
摘要 目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。 本文采用的是西门子S7-200PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。 关键词：水位自动控制、西门子S7-200PLC、水泵、传感器
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (1) 第二章可编程器简介 (2) 2.1可编程控制器的产生 (2) 2.2 PLC的发展 (3) 2.3 PLC的基本结构 (4) 2.4 PLC的工作原理 (4) 2.5 PLC的主要应用 (6) 2.6 西门子S7-200系列PLC的编程元件 (8) 第三章水塔水位控制系统方案设计 (12) 3.1 传统水塔水位控制 (12) 3.2 水塔控制系统的工作原理 (12) 3.3 水塔水位控制主电路图 (12) 3.4 I/O接口分配 (13) 3.5 水塔水位控制系统I/O图 (14) 第四章水塔水位控制系统PLC软件设计 (15) 4.1 程序流程图 (15) _Toc220324.2 PLC 控制梯形图 (15) 4.3 水位控制系统的具体工作过程 (18) 第五章总结 (20) 参考文献 (21)
摘要 随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。 本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置 关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位。
目录 摘要 (1) 目录 (2) 第1章概论 (3) 第2章水塔水位自动控制系统方案设计 (4) 第3章水塔水位自动控制系统硬件设计 (5) 3.1 水塔水位控制系统设计要求 (5) 3.2 水塔水位控制系统主电路 (6) 3.3 水泵电机的选择 (7) 3.4 水位传感器的选择 (7) 3.5 PLC I/O接口分配 (8) 3.6 PLC控制电路原理图 (10) 第4章水塔水位自动控制系统PLC软件设计 (11) 4.1 程序流程图 (11) 4.2 梯形图程序 (12) 4.3 指令表 (14) 总结 (16) 参考文献 (17)
第1章概论 我国的水工业科技发展较快，与国际先进水平的差距正在不断缩小，水工业科技体系已初步形成，拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。但是，在水工业科技领域普遍存在着实用性差、转化率低的情况。这已成为制约我国水工业产业化发展的关键。在水工业科技产业化大潮到来之际，认真分析我国水工业科技发展历程，总结我国水工业科技的特点和特长是寻找水工业产业化突破口的关键。目前，我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。 我国供水行业是推动水科技产业化的龙头。给水行业是城市基础设施投资的主要方向之一。在体制上，供水企业体制的变革已成为市场化发展的必然；在技术上，供水行业则面临着关键给水装备国产化、工艺技术成套设备化、自动控制现代化的迫切的技术要求。优质供水是水工业市场化发展的新增长点，同时要倡导节约用水，提高水的重复利用率，并逐步建立完善的水工业学科体系。完善的水工业学科体系是水工业产业发展的必要保证。传统的给水排水工程学科体系已难以包还水工业的丰富内涵，已不能很好地适应水工业发展的需要，而水工业学科体系正是在给水排水工程学科体系发展而来。由水工业的社会性所决定，水工业的学科体系由多个相互关联的学科组成，包括：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水工业设备制造技术等，它们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些学科中水质与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。
目录 摘要................................................................. I 第1章绪论. (1) 1.1选题的背景与意义 (1) 1.2可编程逻辑控制器简述 (1) 第2章系统总体设计 (2) 2.1水塔水位控制系统设计 (2) 2.2水塔水位控制系统基本工作原理 (3) 2.3水塔水位控制系统主电路设计 (4) 第3章系统硬件设计 (5) 3.1 硬件选型 (5) 3.1.1 PLC的选择 (5) 3.1.2水泵的选择 (6) 3.1.3液位开关的选择 (6) 3.1.4电气保护器件选择 (7) 3.2 I/O口的分配及PLC外围接线 (8) 第4章软件设计 (12) 第5章仿真 (14) 结论 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
摘要 目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。 本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。 关键词：水位自动控制、三菱FX2N 、传感器
安康学院可编程逻辑控制PLC设计报告书 课题名称：水塔水位自动控制系统 姓名： 学号： 院系： 专业： 指导教师： 时间：
设计项目成绩评定表 一、设计任务及要求： 1、设计任务： 设计一个水塔水位自动控制系统。 2、要求： 1 当水塔水位低于低水位界（S 2 为ON表示）且水池水位高于水池低水位（S4 为OFF表示）时，水泵M工作，水塔进水。 2 当水塔水位高于水塔高水位界（S1为ON表示），水泵M关闭。 3 当水池水位低于低水位界（S4为ON表示）时，水泵M也将关闭，电磁 阀Y打开，于是进水（S4为表示水位高于水池低水位界）。 4 当水位高于水池高水位界（S3为ON表示），电磁阀关闭。 指导教师签名： 年月日二、指导教师评语： 该生致力于水塔水位自动控制系统的设计，思路清晰严谨，方法独特创新，该报告重点突出，内容丰富，结构合理，资料详实。 指导教师签名： 年月日三、成绩评定： 指导教师签名： 年月日四、系部意见： 系部盖章： 年月日
设计报告书目录 一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (1) 3.1、系统论证 (1) 3.2、模块设计 (3) 四、系统结果 (5) 五、课程设计体会与建议 (6) 5.1、设计体会 (6) 5.2、设计建议 (6) 六、参考文献 (6)
一、设计目的 1、了解PLC实验箱结构及其接线方法。 2、利用PLC构成水塔水位自动控制系统。 3、了解自动控制原理在日常生活中的应用 4、熟悉水塔自动控制系统的设计与制作。 二、设计思路 1、按水塔水位的控制要求，设计PLC外部电路； 2、连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序； 3、输入、编辑、编译、下载、调试用户程序； 4、运行用户程序，观察程序运行结果。 三、设计过程 水塔水位控制系统是我国住宅小区、工厂企业广泛应用的供水系统。为了达到节能的目的,提高供水系统的质量,考虑采用可编程控制器(PLC)、继电器、传感器技术和数据采集,设计一套实用水位控制方案,使系统实现自动控制,以提高控制精度、可靠性和供水质量。并通过模拟仿真来验证程序编写的正确性。 3.1、系统方案 其工作原理为：按下启动按钮，当水槽水位低于下限，补水阀答开。高于上限时，补水阀关闭，同时，当水塔水位低于下限时，并且水槽水位高于下限时，抽水泵打开，当水塔水位高于上限时，抽水泵关闭。
课程设计说明书 课程名称: 电气控制PLC课程设计 课程代码: 题目: 水塔水位控制系统设计 学生姓名: 学号: 年级/专业/班: 2012级机电1班 学院(直属系): 指导教师:
课程设计指导教师成绩评定标准及成绩评定表 学生姓名：学号：年级/班： 所属学院(直属系)：所在专业： 项目分值 优秀 (100≥x≥90) 良好 (90>x≥80) 中等 (80>x≥70) 及格 (70>x≥60) 不及格 (x<60) 评分 学习 态度15 学习态度认真， 科学作风严谨， 严格保证设计时 间并按任务书中 规定的进度开展 各项工作 学习态度比较认 真，科学作风良 好，能按期圆满 完成任务书规定 的任务 学习态度尚好，遵守 组织纪律，基本保证 设计时间，按期完成 各项工作 学习态度尚可，能 遵守组织纪律，能 按期完成任务 学习马虎，纪 律涣散，工作 作风不严谨, 不能保证设 计时间和进 度 技术水平 与实际能力25 设计合理、理论 分析与计算正 确，实验数据准 确，有很强的实 际动手能力、经 济分析能力和计 算机应用能力， 文献查阅能力 强、引用合理、 调查调研非常合 理、可信 设计合理、理论 分析与计算正 确，实验数据比 较准确，有较强 的实际动手能 力、经济分析能 力和计算机应用 能力，文献引用、 调查调研比较合 理、可信 设计合理，理论分析 与计算基本正确，实 验数据比较准确，有 一定的实际动手能 力，主要文献引用、 调查调研比较可信 设计基本合理，理 论分析与计算无 大错，实验数据无 大错 设计不合理， 理论分析与 计算有原则 错误，实验数 据不可靠，实 际动手能力 差，文献引 用、调查调研 有较大的问 题 论文(计算书、图 纸)撰写质量60 结构严谨，逻辑 性强，层次清晰， 语言准确，文字 流畅，完全符合 规范化要求，书 写工整或用计算 机打印成文；图 纸非常工整、清 晰 结构合理，符合 逻辑，文章层次 分明，语言准确， 文字流畅，符合 规范化要求，书 写工整或用计算 机打印成文；图 纸工整、清晰 结构合理，层次较为 分明，文理通顺，基 本达到规范化要求， 书写比较工整；图纸 比较工整、清晰 结构基本合理，逻 辑基本清楚，文字 尚通顺，勉强达到 规范化要求；图纸 比较工整 内容空泛，结 构混乱，文字 表达不清，错 别字较多，达 不到规范化 要求；图纸不 工整或不清 晰 成绩评定： 指导教师签名：年月日
电气工程学院 令狐采学 设计题目：水塔水位PLC自动控制系统系别： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：
电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计
摘要 目前，年夜量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此，很多单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初，年夜多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成便利。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来，使用水位控制装置使供水状况有了修改，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很年夜的麻烦。因此为更好的包管供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制办法已难以满足现在的要求。 本文采取的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求阐发。主要实现办法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵机电的举措，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会收回危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。 关键词：水位自动控制、三菱FX2N、水泵、传感器
目录 摘要I 目录II 第一章绪论1 1.1本课题的选题布景与意义1 1.2可编程逻辑控制器简述1 第二章水塔水位控制系统硬件设计2 2.1基于PLC的水塔水位控制系统基来源根基理2 2.2水塔水位控制系统要求3 2.3水塔水位控制系统主电路设计4 2.4 系统硬件元器件选择5 2.5 I/O口的分派及PLC外围接线7 第三章水塔水位系统的PLC软件设计12 3.1 水位控制系统的流程图12 3.2 PLC 控制梯形图13 3.3 水位控制系统的具体工作过程19 第四章总结20 参考文献21
PLC水塔水位控制及应用系统设计 一、引言 随着工业自动化技术的不断发展和完善，PLC技术被广泛应用于自动化控制系 统中。在工业生产中，水是必不可少的生产资源之一，因此水的控制和管理也变得越来越重要。水塔是常见的水控制设备之一，在水塔的水位控制方面，PLC技术也可以起到重要作用。本文将介绍PLC水塔水位控制及应用系统的设计，以期提高 工业生产效率和水资源的利用效率。 二、PLC水塔水位控制原理 水塔是存放水的设备，水位高低直接影响着水压和水量。水位控制便是管理水 塔水位的重要手段。传统的水塔水位控制方法是使用浮球开关控制水泵开关，但是这种方法不仅容易损坏浮球开关，而且无法进行准确控制。而PLC水塔水位控制 则是使用PLC控制器接收水位变化信号，通过程序逻辑控制水泵的开关，实现精 确控制水位高低。 在PLC水塔水位控制方案中，首先需要设置两个探测水位的传感器，一个位于最低水位处，另一个位于最高水位处。当水位低于最低水位传感器时，PLC控制器就会控制水泵开启，控制水塔往里面注水，直到水位达到最高水位传感器的位置停止。当水位超过最高水位传感器时，PLC控制器也会控制水泵关闭，以免水库溢出。 三、PLC水塔水位控制及应用系统设计流程 1.确定水塔的高度和水位传感器的位置 PLC水塔水位控制方案的第一步就是衡量水塔的高度，然后计算出所需的水位 传感器位置。传感器应该放置在两个不同位置，一个位置在低水位线下，并且另一个位置在高水位线上。 2.使用传感器读取水位数据 第二个步骤是将两个水位传感器连接到PLC控制器上。PLC控制器可以轻松地读取传感器数据并使用该数据来管理塔内的水位。 3.使PLC控制器完成水位控制逻辑 最后一步是为PLC控制器创建程序逻辑以控制水泵的开关。该逻辑必须能够读取传感器数据，检测水位是否过高或过低，然后在需要时打开或关闭水泵。
基于plc水塔水位自动控制系统设计(毕业论文) 基于PLC的水塔水位自动控制系统设计 摘要： 本论文设计了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的水塔水位自动控制系统。该系统通过PLC对水塔水位进行实时监测和控制，实现了水塔水位的稳定控制和节约水资源的目标。本论文详细介绍了系统的硬件组成、软件设计和系统调试，为读者提供了一种实用的水塔水位自动控制方案。 一、引言 水塔是城市供水中重要的基础设施之一，它起到了调节和储存水的作用。传统的水塔水位控制主要依靠人工操作，存在着很多问题，如操作不及时、水资源浪费等。因此，设计一种基于PLC的水塔水位自动控制系统，可以提高水塔的运行效率和水资源利用率。 二、系统需求分析 本系统需要实现以下功能： 1.实时监测水塔水位； 2.根据水位自动控制水泵的启停； 3.实现水塔水位的自动调节； 4.防止水泵过载和干运转等异常情况； 5.实现远程监控和管理。 三、系统设计
1.硬件组成 2.本系统主要由PLC、水位传感器、水泵、电动阀门、通信 模块等组成。其中，PLC作为核心控制单元，负责数据处理和控制输出；水位传感器监测水塔水位；水泵和电动阀门负责水流的控制；通信模块实现数据传输和远程监控。 3.软件设计 4.本系统的软件设计主要包括PLC程序设计和上位机监控软 件设计。PLC程序主要实现数据采集、逻辑控制和水泵启停等功能；上位机监控软件则通过组态软件实现数据的实时显示、参数设置和远程控制等功能。 5.系统调试 6.在系统调试过程中，我们进行了硬件和软件的测试，验证 了系统的稳定性和可靠性。同时，我们还对系统的节能效果进行了评估，结果表明本系统可以有效地节约水资源。 7.系统功能完善与优化 8.针对实际应用中出现的问题和不足，我们提出了相应的改 进措施：首先，增加了水泵的故障检测功能，提高了系统的安全性；其次，优化了控制算法，提高了水塔水位的控制精度；最后，完善了上位机监控软件的功能，提高了系统的可操作性。 9.经济效益分析 10.本系统的应用带来了显著的经济效益。首先，由于实现
目录 第1章课程设计目的与要求 (1) 1.1 课程设计目的 (1) 1.2 课程设计的实验环境 (1) 1.3 课程设计的预备知识 (2) 1.4 课程设计要求 (3) 第2章课程设计内容 (3) 2.1系统分析与I/O分配................................................................................................ 2.2系统电路图设计........................................................................................................ 2.3 软件程序设计........................................................................................................... 第3章课程设计的考核.................................................................................................. 3.1 课程设计的考核要求............................................................................................... 3.2 课程性质与学分....................................................................................................... 参考文献 ................................................................................................................................
《电气控制及PLC》课程设计姓名： 班级： 学号： 成绩：
本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。
一、工艺流程及分析 (2) 二、设备选型 (5) 三、输入输出端口分配 (5) 四、输入输出硬件接线图 (5) 五、程序设计 (5) 六、总结 (8)
一、工艺流程及分析 1. 水塔水位控制系统： 2. 水塔水位控制系统的工作方式 当水池水位低于低水位界限时（S4为OFF时表示），报警灯2报警，阀门Y 打开给水池注水；10S后，如果S4继续保持OFF状态，表示阀门Y没有进水，出现了故障，报警灯2继续报警；如果S4为ON状态，表示水池水位开始升高，报警灯2解除。 当水塔水位低于低水位界限时（S2为OFF时表示），报警灯1报警，水泵M 开始从水池中抽水；10S后，如果S2继续保持OFF状态，表示水泵M没有抽水，出现了故障，报警灯1继续报警；如果S2为ON状态，表示水塔水位开始升高，报警灯1解除。 当水塔水位低于S2时，水泵M运行并开始抽水；直至水位到达高水位界限S1。由于水塔要供水，所以水位会下降，当水塔水位介于S1和S2之间，不需要水泵M运行，避免水泵频繁启停。当水塔水位再一次低于S2时，水泵M运行
并开始抽水，直至水位到达高水位界限S1时，水泵M停止运行。 当水池水位低于S4时，阀门Y运行并开始放水；直至水位到达高水位界限S3。由于水塔要抽水，所以水位会下降，当水塔水位介于S3和S4之间，不需要阀门Y打开，避免阀门频繁开关。当水池水位再一次低于S4时，阀门Y打开并开始放水，直至水位到达高水位界限S3时，阀门Y关闭。 3.水塔供水情况分析 经过对水塔水位控制系统的工作方式的综合分析，一次完整的水塔供水情况分为以下几种： (1). 水池水位低于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M关闭； (2). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M 关闭； (3). 水池水位高于S3，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M打开； (4). 水池水位高于S3，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开； (5). 水池水位高于S3，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M关闭； (6). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M 关闭； (7). 水池水位低于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y打开，水泵M关闭； (8). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M关闭; (9). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开。
内容摘要 2020年的新冠肺炎到来，不会影响现代人类发展和技术进步，随着工农业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。 本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件对接收到的信号进行组态软件，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。 关键词：组态软件、PLC、自动化、可编程控制器、水塔水位
1、水塔水位控制PLC系统设计硬件设计 1.1、控制原理：在传统的水塔，加入PLC利用PLC和组态软件来实现水塔水位的控制．提供了一种实用的水塔水位控制方案。控制系统组成1．系统的工作原理供水系统的基本原理如图1-1所示，水位闭环调节原理是：通过在水塔中的三个液压变送器，将水位值变换为4～20 mA电流信号进入PLC，把该信号和PLC中的设定值的程序进行比较，并执行较后程序，通过水泵的开关对水塔中的水位进行自动控制。当PLC出现故障时，还有一套手动控制来进行对水塔水位控制。手动控制采用交流接触器。当上水箱液位低于Y3时，M1、M2同时工作，F2打开。液位上升至Y2时，M2停止，F2关闭，M1继续工作。液位上升至Y1时，M1也停止。打开F1手阀使上水箱放水，液位下降。当液位又低于 Y1时M1起动工作，如F1开度较大下水量大于上水量，使液位继续下降至Y2时，M2启动工作同时F2打开，使上水量大幅上升，保持液位。Y0为下水箱缺水报警开关，当下水箱液位低于Y0时意味着水泵进水口缺水，此时应自动切断电源并报警。2．PLC的选择由于该系统为中型PLC自动控制系统，要求PLC能够提供可编程逻辑分析和PID功能，故选用中达公司生产的台达DVP14ES00R可编程逻辑控制器。供水的控制方法系统的硬件接线图如图1-2所示。从整个流程中可以看到两套控制方式：①由一台可编程序控制器来控制两台水泵的自动运行。 ②由交流接触器来控制两台水泵的手动运行。当换项开关KKl打到手动时，按下起动按钮SBl，1#泵起动运行向水塔注水，由于设置了顺序开启和逆序关闭，在1#泵没有开起的情况下，2#泵不能起动运行，而在两个水泵同时运行时，2#泵在没有停止的情况下，1#泵不能够停止。现在1#泵运行的时候，按下起动按钮SB2，2#泵起动运行向水塔注水。此时，控制台上的水位灯，由水塔中的液位变送器将水位变换为4~20mA电流信号输入到PLC中，经IDPG将其转换为数字信号。该信号与水位给定值进行比较，由PLC输出一个控制信号经ODPG转换控制信号点亮此时水塔水位所在的水位灯。当换项开关KK1打到自动时，系统将根据水塔中水位的情况，通过在水塔中的液位变送器送出的4～20 mA电流信号由PLC接受并对其于给定值进行比较，执行事先编译好的程序。程序流程是：在水塔中无水时，1#、2#泵同时开起，对水塔进行注水；水位到达低水位时，
水塔供水系统的p l c 控制设计-王宇 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
课程设计 课程名称PLC原理及应用 课题名称水塔供水系统 专业测控技术与仪器 班级1502班 学号0204 姓名王宇 指导老师唐勇奇、刘星平、赖指南等 2018年7月6日
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称水塔供水系统的PLC控制设计 姓名王宇专业测控技术与仪器班级1502学号0204 指导老师唐勇奇、刘星平、赖指南等 课程设计时间2018年6月25日-2018年7月6（17、18周） 教研室意见意见：同意审核人：汪超林国汉 一.任务及要求 设计任务： 以PLC为核心，设计一个水塔供水系统的PLC控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据系统的基本结构、工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制PLC控制系统线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.上位机组态监控的设计(可选项） 6.编写设计说明书。 设计要求 （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 二.进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。