水塔水位的PLC控制设计

中原工学院课程设计

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院系名称：机电学院

班级： 机自074

学号： 200700314416

指导教师： 靳继勇

姓名： 石亚罕

日期：2010 年 9 月 16 水塔水位的PLC控制设计

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2 一、 目录

一、 目录 .......................................................................................................... 2

二、 前言 .......................................................................................................... 3

三、 设计任务书 .............................................................................................. 4

四、 控制方案的选择 ...................................................................................... 6

6、 硬件的选择 .............................................................................................. 6

（1） 确定Plc的cpu的型号 ............................................................................ 6

（2） 液位传感器的选用 .................................................................................. 6

7、 信号指示的设计 ...................................................................................... 6

8、 采用顺序启动 .......................................................................................... 6

五、 输入输出的分配 ...................................................................................... 7

六、 PLC接线图 .............................................................................................. 9

七、 主线路原理图 ........................................................................................ 10

八、 控制电路 ................................................................................................ 11

九、 操作面板 ................................................................................................ 12

十、 系统操作说明 ........................................................................................ 13

十一、 系统的调试说明以及注意事项 ......................................................... 13

10、 调试说明 ................................................................................................ 13

11、 注意事项 ................................................................................................ 14

十二、 参考书目 ............................................................................................. 14

十三、 附录1：系统梯形图 .......................................................................... 15

十四、 附录2：主程序 .................................................................................. 19

十五、课设小结…………………………………………………….26

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3 二、 前言

在工业控制过程中, 继电接触器控制系统因其没有运算、处理、通讯等功能, 而不能完成复杂的控制方式, 20 世纪60 年代PLC 控制系统应运而生, 它综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技, 是当今工业自动控制的标准设备之一; 20 世纪70年代以后, 又相继出现了集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS, 现在以及今后很长一段时间内三种控制方式将并存。

可编程序控制器( P rogrammab le LogicCon t ro ller 简称PLC) 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统, 它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体, 成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备, 具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技术的进步, 其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱(PLC、机器人、CADö CAM ) 之一。其主要应用的技术领域有: 顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。下面根据IO

点数简要介绍PLC 的应用领域。

课程设计在整个教学过程中，是一个非常重要的实践性教学环节。通过机电传动控制课程的学习，在掌握了机电传动控制技术的基本工作原理和方法后，为使学生更进一步加深对机电传动控制技术应用特点理解和提高应用技术水平，结合生产工艺和机械设备的要求，通过课程设计教学环节进行初步的工程训练。

课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，如：独立工作能力、文献信息检索能力、知识综合运用能力、写作及表达能力、创新能力。为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。

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4 三、 设计任务书

1、 水位的PLC控制任务描述

某水塔高51m，正常水位变化2.5m，为保证水塔的正常水位，需要用水泵为其供水。水泵房有5台异步电动机，交流380V，22KW。正常运行时，4台电动机运转，1台电动机备用。

2、 控制任务和要求

（1） 为防止某一台电动机因长期闲置而产生锈蚀，备用电机可通过预置开关随意设置。如果为设置备用电动机组号，则系统默认为5号电动机组为备用。

（2） 每台电动机都有手动和自动两种控制状态。在自动控制状态时，不论设置哪一台电动机作为备用，其余的4台电动机都要按顺序逐台启动。

（3） 在自动控制状态下，如果由于故障使某台电动机停车，而水塔水位又未达到高水位时，备用电动机自动启动；同时对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机报警信号，提醒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行。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，系统自动按顺序启动。

（4） 因水泵房距离水塔较远，每台电动机都有现场操作按钮和远程操作按钮。

（5） 每台电动机都有运行状态指示灯（运行、备用和故障）。

（6） 液位传感器要有位置状态指示灯。

3、 设计方案提示

在自动控制状态下，系统的流程图如图所示。

4、 设计说明书要求

（1）完整的设计任务书

（2）正确地编程元件的地址分配

（3）画出输入、输出接线图及相关的图纸

（4）设计梯形图控制程序 中原工学院课程设计

5 （5）设计操作控制面板，编制系统的操作说明

（6）编制系统的调试说明及注意事项。

5、 水塔水位的PLC控制系统的流程图

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6 四、 控制方案的选择

从工程实际出发，充分考虑功能的组成及实现的可能性，根据工艺流程图和控制任务要求，制定了如下控制系统的方案：

6、 硬件的选择

（1） 确定Plc的cpu的型号

由于本控制方案采用三菱plc编程软件（GX，Developer）的FXCPU,PLC类型：FX1N(C)选用这种plc就能满足控制任务的要求。

（2） 液位传感器的选用

根据水塔高51m，正常水位变化2.5m液位传感器采用STLP--- R08--- OA---TM1---P5---L10---S0型

7、 信号指示的设计

（1）对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机报警信号，提醒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行。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，系统自动按顺序启动。

（2）每台电动机都有运行状态指示灯（运行、备用和故障）。

（3）液位传感器要有位置状态指示灯。

8、 采用顺序启动

用时间继电器实现各台电动机的顺序启动，默认5号电动机为备用电机

9、 子程序诊断

当一台电动机出现故障停止运行的时候，为了保持水位的正常，PLC通过子程序的诊断能自动调用备用电机开始工作以维持水位的正常。