基于PLC的水塔水位控制系统设计-plc水塔水位控制课程设计

PLC控制水塔液位及温度控制程序设计
一：设计目的：
1、用PLC构成水塔液位和温度的自动控制系统。

2、了解PLC在实际生活中的应用。

二：控制要求：
（1）闭合水池低液位开关，驱动电磁阀打开，开始进水同时进行加热和搅拌，使水受热均匀，当水位到达水池高液位时，停止加水，但还可以加热，直到加热到温度为20度到30度之间为止，同时驱动蜂鸣器发出声音提醒。

（2）在蜂鸣器提醒的期间可以打开水塔低液位开关，启动抽水电机向水塔抽水并同时停止加热和搅拌。

直到到达水塔的高液位停止抽水。

三：设计参考：
1、输入：
2、输出：
X1 水塔高液位控制开关S1 Y0 电磁阀
X2 水塔低液位控制开关S2 Y1 抽水电动机
X3 水池高液位控制开关S3 Y2 加热器
X4 水池低液位控制开关S4 Y3 搅拌器
C5 温度传感器S5 Y4 蜂鸣器
四：设计流程图为：
五：水塔控制示意图：
六：硬件连接图如下：
七：由以上的分析可得梯形图如下：
八：从上梯形图可以看出，闭合X4后，一直进行加水并加热，直到水池充满，当热量到达20到30度之间蜂鸣器开始提醒，这之间可以打开水塔的低液位的开关，此时抽水机工作，关闭加热和搅拌，直到到达水塔高液位，整个系统停止工作。

基于PLC的水塔水位控制系统设计1控制要求1)因为电动机的功率较大，为减少启动电流，电动机采用定子串电阻降压启动，每2机组开启时间间隔5s。

2)为防止一台电动机因长期闲置而产生锈蚀，备用电动机(如未设置系统默认为5号)可通过预设开关随意的设置。

3)每台电机设置手动和制动两种方式控制，在自动控制状态时，不论设置哪一台电动机作为备用，其余四台都要按顺序启动。

4)在自动控制状态下，如果由于故障某台电动机组停止，而水塔水位又为到达高水位时，备用电动机组自动降压启动；同时对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机警报信号，提请维护人员及时排除故障。

当水塔水位达到高水位时，高液位传感器发出停机信号，各个电动机组停止运转。

当水塔水位低于低水位时，低液位传感器自动发出开机信号，系统自动按顺序降压启动。

5)每台电动机都有运行状态指示灯(运行，备用和警报)。

6)液位传感器要有状态指示灯。

2 编程元件的地址分配表水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分配表如下表。

表1 I/O地址分配表3水塔水位控制系统的PLC外部接线如图1所示。

图1 PLC控制外部接线图4水塔水位系统控制程序4.1程序流程图水塔水位控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，如图2所示。

图2 水塔水位控制系统流程图4.2梯形图程序水塔水位控制系统的梯形图程序见附录。

5系统运行调试及S7-PLCSIM仿真当电机均为自动运行模式，电机1为备用电机且无故障电机时，输入低液位传感器信号则电机2、3、4、5依次起动，每两个机组开启时间相隔5s。

低液位传感器指示灯灯亮。

具体仿真运行如图3所示。

图3电机无故障时自动起动仿真图当电机1故障，电机2为手动模式，电机3备用时，输入低液位信号电机3、4、5依次自动起动，按下电机2的手动开按钮时，电机2起动。

具体仿真运行如图4所示。

图4 有电机故障时运行仿真图当输入高液位信号时，所有电机停止，高液位指示灯变亮。

具体的仿真运行如图5所示。

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。

四、PLC水塔水位控制及应用系统的优点PLC水塔水位控制系统与传统控制系统的比较如下：1. 精确性和可靠性与传统开关相比，PLC水塔水位控制系统更加精确，能够做到滴水不漏。

实训（习）报告课程名称：专业综合实训专业：生产过程自动化班级：学号：姓名：指导教师：成绩：完成日期：目录1、PLC简介 (1)1.1、可编程控制器的产生................................................ 错误！未定义书签。

1.2、PLC的发展................................................................ 错误！未定义书签。

1.3、PLC的未来展望........................................................ 错误！未定义书签。

1.4、PLC的特点................................................................ 错误！未定义书签。

1.5、PLC的组成................................................................ 错误！未定义书签。

1.5.1、中央处理单元(CPU) (6)1.5.2、存储器 (6)1.5.3、输入/输出模块 (7)1.5.4、扩展模块 (8)1.5.5、编程器 (8)1.5.6、电源 (10)1.6、PLC的工作原理........................................................ 错误！未定义书签。

1.6.1、扫描技术 (11)1.6.2、PLC的I/O响应时间 (11)1.7、梯形图程序设计........................................................ 错误！未定义书签。

2、方案的论证 (12)2.1、工艺过程分析............................................................ 错误！未定义书签。

成绩：可编程控制器原理及应用课程设计报告设计题目：水塔水位控制模拟学生姓名：黄博新班级：机械电子工程082学号：200810834209指导老师：刘芹设计时间：2011.01目录1. 系统描述及控制要求 (3)1.1 系统描述 (3)1.2 控制要求 (3)2. 控制系统分析与实现 (4)2.1 I/O分配表 (4)2.2 I/O接线图 (4)2.3 流程图 (5)2.4 梯形图和指令表 (6)2.5 程序仿真........................................ 错误!未定义书签。

2.6 程序调试 (8)2.7时序图 (12)3. 心得体会 ............................. 错误!未定义书签。

4. 参考文献 ............................. 错误!未定义书签。

1系统描述及控制要求1.1系统功能描述在水塔水位控制实验区完成本课程设计，当水池水位低于水池低水位界（S4为ON 表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，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水位界时S2为ON，电机M运转抽水。

当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。

面板中S1表示水塔的水位上限，S2表示水塔水位下限，S3表示水池水位上限，S4表示水池水位下限，M1为抽水电机，Y为水阀。

图1S1表示水塔的水位上限，S2表示水塔水位下限，S3表示水池水位上限，S4表示水池水位下限，M为抽水电机，Y为水阀。

1.2控制要求（1） S4为ON时，Y灯亮，四秒后，Y灯闪烁，闪烁频率为0.5秒，其中：四秒延时用定时器T2控制，0.5秒闪烁用定时器T1控制（2） S3为ON时，Y灯熄灭（3） S4为OFF且S2为ON时，M灯亮（4） S1为ON时，M灯熄灭2 控制系统分析与实现2.1 I/O 分配表表12.2 I/O 接线图图2X001X002X003X004COMY001Y002COM✞✞S1 S2 S3 S4MYFX1S2.3 流程图图32.4 梯形图和指令表图4图52.5 程序仿真（1）打开GX Developer软件，并新建一个工程，选择FXCPU系列中FX1S的PLC类型，接着单击“确定”按钮；（2）根据自己编写的程序，写入程序；（3）写完程序，单击鼠标右键，选择“程序编译”选项，使程序由“写入状态”进入“读出状态”；（4）单击工具栏中“梯形图逻辑测试启动/结束”按钮，进入仿真界面。

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)第一章绪论在工业生产中，电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。

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 、传感器第1章绪论1.1选题的背景与意义在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。

一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失。

基于PLC水塔水位控制系统的设计摘要随着世界人口的不断增长，人们生活用水的增加，早先采取的继电器作为水塔水位的自动控制系统，由于频繁操作，会产生机械电气磨损，而且维护和更新的不方便，已经不能满足人们赋予这个时代的实际需求。

本文采用的是三菱F1系列PLC可编程序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，经A/D 转换后，进行数据比较，来控制抽水电机的动作，同时进行数据还原，显示水位具体信息，如果水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号。

本篇论文以一个水塔水位控制系统的分析、设计和开发的全过程为主线，给出了基于PLC水塔水位控制系统的设计和实现的具体过程，特别在细节上分析了其功能的实现思想，较全的阐述了建立一个系统应该遵循的分析方法。

关键词：自动控制，三菱F1系列，传感器，报警目录第一章前言 (1)1.1可变程序控制器的研究背景 (2)1.2 PLC的发展 (3)1.3 PLC的基本结构 (4)1.4 PLC的特点 (5)1.5 PLC的工作原理 (6)第二章水塔水位系统PLC硬件设计 (7)2.1水塔水位控制系统要求 (8)2.2水塔水位控制系统主电路 (9)2.3 I/O口的分配 (10)2.4水塔水位系统的输入/输出设备 (11)第三章水塔水位系统的PLC软件设计 (12)3.1 水位控制系统的工作过程 (13)3.2程序流程图 (14)3.3 梯形图 (15)3.4 指令表 (16)第四章总结......................................................................................... (18)参考文献 (19)致谢 (20)第一章前言1.1可变程序控制器的产生背景可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。

毕业论文(设计）基于PLC的供水系统设计系部自动控制工程系专业名称电气自动化技术班级姓名学号2011年10月27日基于PLC的供水系统设计摘要随着社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高：再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,设计高性能、搞节能、能适应不同领域的恒压供水系统已成为必然趋势。

本设计是针对居民生活用水而设计的.由PLC、变频器、压力传感器等组成控制系统,调节水泵的输出流量。

电动机泵组由四台水泵并联而成,由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组的速度和切换，是系统运行在最合理状态，保证按需供水.本设计介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节再经过PID运算，通过PLC控制变频于工频切换，实现闭环自动调节恒压变量供水.关键词：变频调速；恒压供水;PID调节;PLC；变频器The design of water supply system based on PLCAbstractWith the rapid development of social economy，people water quality and water supply to demand for improved system reliability：coupled with the current energy shortage，the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, design high—performance, engage in energy conservation，to adapt Water Supply System in different fields has become an inevitable trend。

目录1．结论 (3)1.1 可编程控制器的产生 (3)1.2 PLC的特点 (3)1.3 PLC的基本结构 (3)1.4 PLC的工作方式 (4)1.5 PLC的发展 (5)2．水塔水位控制系统PLC硬件设计 (6)2.1水塔水位控制系统要求 (6)2.2水塔水位控制系统主电路 (6)2.3I/O口的分配 (7)3.水塔水位控制系统PLC的软件设计 (8)3.1 程序流程图 (8)3.2 梯形图 (9)4.设计总结 (11)参与文献 (11)第1章绪论1.1可编程控制器的产生可编程控制器（Programmable Controller）,也称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC，为了避免与个人电脑（也简称为PC）相混淆，通常将可编程控制器简称为PLC。

可编程控制器的产生与继电器—接触器控制系统有很大的关系。

继电器—接触器控制已有上百年的历史，它是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的优点。

此种控制系统布局固定，按预先规定的时间、条件、顺序工作。

对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常适用，至今仍有广泛的用途。

1.2 PLC的特点一、可靠性高，抗干扰能力强二、编程简单，易于掌握三、组合灵活，使用方便四、功能强，通用性好五、开发周期短，成功率高六、体积小，重量轻，功耗低1.3 PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图1-1所示：一、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。

它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状二、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。