基于PLC的液位控制系统研究毕业设计(论文)

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统，通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。

该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。

本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个水箱液位控制系统。

PLC作为控制器，能够实现对水位的监测、控制和保护。

首先，本设计将使用传感器来监测水箱的液位。

液位传感器将放置在水箱内部，在不同的液位位置测量水的高度。

传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。

PLC将读取并处理传感器的信号，得到水箱的液位信息。

其次，PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。

当水箱的液位低于一定的阈值时，PLC将启动水泵，从水源处将水注入到水箱中。

当液位达到一定的高度时，PLC将关闭水泵，停止水的注入。

通过控制水泵的启动和停止，系统可以实现自动补水，从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。

此外，本系统还将具备一定的保护功能。

当水箱液位过高或过低时，PLC将触发报警装置，以便及时采取措施解决问题。

同时，系统将设置相应的安全控制，以防止水泵出现过载或短路等故障。

为了实现PLC控制系统的功能，本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。

程序将根据液位传感器的输入信号，进行逻辑判断和控制指令的输出。

同时，本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接，以实现实际的控制功能。

最后，本设计将进行系统的仿真和调试。

通过模拟真实的液位变化情况，测试系统的控制性能和稳定性。

在确保系统正常运行的前提下，对系统进行各项性能指标的测试和评估。

通过该毕业设计的实施，我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法，提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。

同时，通过该设计的完成，也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。

基于PLC的液位控制系统设计论文答辩稿本文以西门子S7-300中型可编程控制器为核心，以MCGS组态软件为上位机，然后设计一个PLC的水箱液位控制系统。

采用液位传感器检测储水箱和水箱液位，使用流量传感器检测入水流量，通过水泵供水，使用调节阀调节入水流量。

该系统使用液位传感器实时检测水箱液位，由PLC进行处理，进行PID调节，PID输出，用于PID 控制环路的设置，并对流量进行PID调整，流量PID调节输出控制电调节阀开度，实现液位控制。

本文总体设计中分析了液位控制系统控制原理，由水泵电机M1和调节阀V1为水箱供水。

在储水罐内进行储水时，打开电路上的手动阀门。

关闭水管上的调压阀和电磁阀门,F1流量计显示出管道内压力值；当水压达到设定值后，开始工作。

当测得的水压值过低时，报警灯闪烁。

关闭开关。

启动系统启动M1水泵电机对水箱水位进行PID 控制及PID流量控制，调水阀自动开启并对LT2水箱水位进行调控。

并给出了液位控制系统串级控制流程。

在硬件设计当中，主要包括：PLC选择、调节阀的选择、液位测量变送仪表的选择、主电路设计、控制电路设计、PLC输入和输出分配以及PLC输入和输出接线图。

本文选用S7-300 PLC作为控制核心，并经过对比分析控制阀开关方式、流量特性、结构形式，最后选用了ZAJP精小型电动单座调节阀对系统流量进行控制。

同时，针对液位测量变送仪表，分析了差压式液位变送器的工作原理及选型方式，最后确定采用DP系列LT型智能液位变送器对系统液位进行监控，并设计了主电路、控制电路，最后画出了PLC输入和输出接线图。

在软件设计当中，对其控制流程展开分析，并画出了控制流程图以及梯形图，并搭建上位机，进行组态模拟运行，检测系统可行性。

最后通过HMI设计，搭建出组态监控画面，使用模拟自动化系统和WINCC来执行联合模拟测试，完成了液位控制系统设计。

本文设计的液位控制系统，其中水箱液位为主要控制参数，流量为二级控制参数，调节阀开度为控制参数，MCGS PID软件装置为控制器，形成采用MCGS集成PID软件设备，通过液位PID控制和流量PID控制实现水箱液位自动控制。

基于PLC的液位控制系统毕业设计论文摘要：本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一种液位控制系统，该系统能够实时监测液位，并根据设定值进行液位控制。

本文详细介绍了该系统的硬件设计、软件设计以及系统测试，并对系统的性能进行了评估和分析。

实验结果表明，该液位控制系统能够稳定可靠地实现对液位的控制。

关键词：PLC；液位控制；硬件设计；软件设计；系统测试1.引言液位控制是工业中常见的一种控制过程。

在各种工业领域，如化工、能源、水利等，在液位控制方面都有较高的需求。

随着自动化技术的不断发展，PLC技术成为液位控制的一个重要工具。

2.系统硬件设计在本系统硬件设计中，我们采用了PLC、液位传感器、电磁阀等关键元件。

PLC作为控制中心，接收传感器的信号，根据设定值来控制电磁阀的开启和关闭。

液位传感器负责实时监测液位的变化，并将信号传输给PLC。

电磁阀根据PLC的指令来控制液位的增减。

3.系统软件设计在本系统软件设计中，我们使用了PLC编程语言来实现液位控制的逻辑。

首先，我们定义了PLC的输入和输出信号，然后根据设定的逻辑进行编程。

具体来说，当液位高于设定值时，PLC会关闭电磁阀，减少液位的上升；当液位低于设定值时，PLC会打开电磁阀，增加液位的下降。

通过循环执行这些逻辑，系统可以实现对液位的控制。

4.系统测试为了验证系统的可行性和性能，我们进行了一系列的测试。

首先，我们针对液位控制器的输入输出进行了测试，确保其正常工作。

然后，我们使用液位泵和液位计进行了实际测试，记录了系统在不同液位变化条件下的性能。

实验结果表明，该液位控制系统具有良好的稳定性和可靠性。

5.结果和分析通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：该液位控制系统能够满足不同液位变化条件下的控制需求；系统响应速度较快，能够在短时间内完成液位的调整；系统具有良好的稳定性，能够稳定地维持设定的液位。

6.结论本文基于PLC技术设计了一种液位控制系统，并进行了详细的硬件设计、软件设计和系统测试。

毕业设计论文液位控制系统Newly compiled on November 23, 2020毕业设计基于S7-300的单容水箱液位控制系统设计Design of Liquid-Level Control System Based on S7-300 专业班级：自动化0x0x班学生姓名： x x x指导教师： x x x 副教授学院：自动化与电气工程学院2016年 6月摘要可编程逻辑控制器（PLC）作为现代工业自动化的三大支柱之一，以其可靠性、灵活性在工业控制领域得到了迅猛的发展。

PLC是微电子技术和自动控制技术相结合的产物，并受到计算机技术、通信技术的影响。

我国近年来工业自动化水平逐渐提高，PLC在许多行业得到了越来越广泛的应用。

西门子公司的S7-300系列PLC以结构紧凑，扩展能力强，高性价比的特点在许多行业受到青睐。

在本次设计中，就以S7-300作为控制器，设计一个运行稳定、安全可靠又经济的液位控制系统。

控制核心以S7-300系列的CPU313C-2DP为主，以电磁阀、压力变送器、水泵、上位机、分隔式水槽等为辅构成了单容水箱液位控制系统，对整个液位控制系统进行了硬件设计和软件设计。

在设计过程中，首先，进行硬件的选择、设计。

其次，针对S7-300PLC的进行模块化编程，实现数据的归一化等功能。

最后，利用组态王软件设计人机对话界面，通过上位机控制实现液位的自动控制，上下限参数的在线设置，及液位测量值的在线监控；达到液位控制系统的技术要求。

关键词：S7-300；组态王；液位控制ABSTRACTProgrammable Logic Controller (PLC), one of the three pillars of modern industry automation, has gained rapidly development at the industry control field for its high reliability and flexibility. PLC is the product of the combination of microelectronic technology and automatic control technology, and it can be influenced by computer technology and communication technology. Recent years, as the level of the industry automation increased in our country, PLC has been widely used in more and more fields. Siemens PLC of the s7-300 series has been the favor of many industries, with the characters of compacted structure, strong extensible ability, and high function/price ratio.This design is going to fulfill a liquid level control system, which is stable, safe, and affordable, using s7-300 as the controller. The core is CPU313C-2DP of S7-300 series and the auxiliary parts contain a solenoid valve, a pressure transmitter, a motor, PC, a separated-type tank and so on. In the design, software system and hardware system can be designed completely.During the designing process, first of all, hardwires are chosen and designed. Second, module programming can be done to get normalized data and Position Control. Third, HMI can be finished using King software, which is used to control the liquid level, adjust the top and bottom limitation parameters on-line, monitor measured value of the liquid level, and meet the technical needs of controlling liquid level.Key Word: S7-300；Kingview；Liquid level目录1 引言课题的提出过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一。

基于PLC的液位控制系统设计摘要本次毕业设计的课题是基于PLC的液位控制系统的设计。

在设计中,笔者主要负责的是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少.本文的主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验曲线分析, FX2系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较,应用PID控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过程控制指令PID指令来控制水箱水位。

关键词：FX2系列PLC，控制对象特性，PID控制算法，扩充临界比例法，PID指令,实验。

目录中文摘要 (I)1 绪论 (2)1.1 PLC的产生、定义及现状 (2)1.1.1PLC的产生、定义 (2)1。

1.2PLC的发展现状 (2)1.2过程控制的发展 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

1.3本文研究的目的、主要内容 ................................................................. 错误!未定义书签。

1。

3.1本文研究的目的、意义 ........................................................... 错误!未定义书签。

1.3.2本文研究的主要内容 .................................................................. 错误!未定义书签。

2 FX2系列PLC和控制对象介绍 (2)2.1 三菱PLC控制系统 (2)2。

1.1 CPU模块 (3)2。

1.2 I/O模块 (3)2.1。

3电源模块 (4)2。

毕业论文（设计）题目：基于PLC控制的高精度液位控制系统的设计*名：***学号： *********专业：机械电子工程年月摘要在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与控制，而日常生活中应用到的水位控制也相当广泛。

在以往水塔液位控制系统中，常规继电器的频繁操作容易导致机械磨损，不方便更新和维护，不能满足人们的实际需求；另外，随着人口的递增和生活条件的提高，人们用水的需求量也日益增加。

为了提高液位控制系统的质量和效率，节约能源，本次模拟水塔液位控制系统的装置考虑结合可编程逻辑控制器，继电器和传感器等技术，实现液位控制系统的自动控制。

本设计使用西门子S7-300 PLC可编程控制器作为液位控制系统的核心，配合硬件与软件实现液位控制池液位动态平衡，过高、过低水位报警等功能。

主要的实验方法是在水箱上安装一个自动水位测量装置，通过水位变送器检测水箱实际液位并将该液位反馈到PLC控制器，经A/D转换后，所得数据与PLC内部设定数据进行比较，控制器处理数据并发送相应指令改变电机的转速从而控制抽水速率，改变进水量，使水位稳定地保持在设定值附近。

此外，通过液位标定计算出控制器输出PIW数值与实际水位的关系，就可以在触摸屏上直观显示实时水位情况。

实验结果表明本设计能较好地完成自动液位控制的功能。

关键词：水塔液位控制，水位控制，继电器，PLCAbstractIn the course of routine industrial and agricultural production we the need to measure the water level and control it. Furthermore everyday level control applications are quite extensive , such as hydropower , water towers and other water control . According to the water supply system in the past, frequent operation towers will produce mechanical wear of conventional relay convenient maintenance and updates, that means it can not meet the actual needs of the people, and with Gradual growth of population and living conditions, the demand for water is also increasing .In order to improve the quality of the water supply system, energy conservation, so I considered use a programmable logic controller, relay and sensor technology, with hardware and software to achieve low water level alarm, warning switch between work and procedures manual / automatic to design practical level control tower scheme. I completed the set up of this simulation using the tank water tower , based on Siemens S7-300 PLC programmable controller tank water level control system as the core .I completed a water tank to complete the performance capability aiming at doing a needs analysis. The main experimental method used is to install an automatic water level measuring device on the tank. The level sensor detecting the water tank to measure the actual water leveland the control module to send information to the PLC, via A / D conversion, the data obtained is compared with the set level, the controller processes the data and sends the appropriate commands to control the motor speed change pumping rate, the water level maintained in the proper position. Than Touch screen completes the level display, fault alarm information display, real-time and historical curve curves show. If the water level is lower or higher than the set value, the hazard warning signal will be issued In this paper , PLC automatic water supply system based on good execution process level control .Keywords: tower water; water level control; relays; PLC目录第一章绪论 (1)§ 1.1研究背景 (1)§ 1.2 PLC的产生与发展 (1)1.2.1 PLC的产生 (1)1.2.2 PLC技术的发展 (2)§ 1.3设计任务 (3)第二章液位控制装置硬件设计 (4)§ 2.1 自动液位控制系统应用简介 (4)§ 2.2液位控制装置硬件组成 (4)§ 2.3 PLC的基本结构.............................. 错误!未定义书签。

无锡职业技术学院课题名称基于毕业实践任务书P L C 的液位控制系统设计指导教师指导教师专业名称学生姓名生产自动化职职班学称称级号实习单位课题需要完成的任务：利用信捷PLC设计液位控制系统，完成如下任务：1、通过触摸屏、可变程序控制器变频器（PLC）、压力传感器、配电装置以及水泵实现液位控制系统的设计2、确定控制方案，选择PLC型号，定义输入/输出，画出PLC 端子接线图。

3、进行软件编程、完成控制梯形图并完成调试。

课题计划：10 年2月26日-----10年3 月10日确定毕业设计课题10 年3月11日----- 10年3 月22日调查参观、完成调研报告10 年3月22日-----10年3 月31日确定方案，完成方案论证10 年4月1日-----10年4月20日设计电路，编制程序，完成论文计划答辩时间：10年4 月21日-----10年4月30日自动控制技术系系（部、分院）2010 年4月26日PLCs--Past, Present and FutureEveryone knows there's only one constant in the technology world,and that's change. This is especially evident in the evolution of Programmable Logic Controllers (PLC) and their varied applications. From their introduction more than 30 years ago, PLCs have become the cornerstone of hundreds of thousands of control systems in a wide range of industries.At heart,the PLC is an industrialized computer programmed with highly specialized languages, and it continues to benefit from technological advancesin the computer and information technology worlds. The most prominent of whichis miniaturization and communications.The Shrinking PLCWhen the PLC was first introduced, its size was a major improvement - relative to the hundreds of hard-wired relays and timers it replaced.A typical unit housing a CPU and I/O was roughly the size of a19 television set. Through the 1980s and early 1990s, modular PLCs continued to shrink in footprint while increasing in capabilities and performance (see Diagram1for typical modular PLC configuration).In recent years, smaller PLCs have been introduced in the nano and micro classes that offer features previously found only in larger PLCs.This has made specifying a larger PLC just for additional features or performance, and not increased I/O count, unnecessary, as even those in the nano class are capable of Ethernet communication, motion control, on-board PID with autotune, remote connectivity and more.PLCs are also now well-equipped to replace stand-alone process controllersin many applications, due to their ability to perform functions of motion control, data acquisition, RTU (remote telemetry unit) and even some integrated HMI (human machine interface) functions. Previously, these functions often required their own purpose-built controllers and software, plus a separate PLC for the discrete control and interlocking.The Great CommunicatorPossibly the most significant change in recent years lies in the communications arena. In the1970s Modicon introduction of Modbus communications protocol allowed PLCs to communicate over standard cabling. This translates to an ability to place PLCs in closer proximity to real world devices and communicate back to other system controls in a main panel.In the past30 years we have seen literally hundreds of proprietary and standard protocols developed,each with their own unique advantages.Today's PLCs have to be data compilers and information gateways. They have to interface with bar code scanners and printers, as well as temperature and analog sensors. They need multiple protocol support to be able to connect with other devices in the process. And furthermore, they need all these capabilities while remaining cost- effective and simple to program.Another primary development that has literally revolutionized the way PLCs are programmed,communicate with each other and interface with PCs for HMI, SCADA or DCS applications, came from the computing world.Use of Ethernet communications on the plant floor has doubled in the pastfive years. While serial communications remain popular and reliable, Ethernet is fast becoming the communications media of choice with advantages that simplycan't be ignored, such as:* Network speed.* Ease of use when it comes to the setup and wiring. *Availability of off-the-shelf networking components. *Built-in communications setups.Integrated Motion ControlAnother responsibility the PLC has been tasked with is motion control.From simple open-loop to multi-axis applications, the trend has been to integratethis feature into PLC hardware and software.There are many applications that require accurate control at a fast pace, but not exact precision at blazing speeds. These are applications where the stand-alone PLC works well.Many nano and micro PLCs are available with high- speed counting capabilities and high-frequency pulse outputs built into the controller,making them a viable solution for open-loop control.The one caveat is that the controller does not know the position of the output device during the control sequence. On the other hand,its main advantage is cost. Even simple motion control had previously required an expensive option module, and at times was restricted to more sophisticated control platforms in order to meet system requirements.More sophisticated motion applications require higher-precision positioning hardware and software, and many PLCs offer high-speed option modules that interface with servo drives. Most drives today can accept traditional commands from host(PLC or PC) controls, or provide their own internal motion control. The trend here is to integrate the motion control configuration into the logic controller programming software package.Programming LanguagesA facet of the PLC that reflects both the past and the future is programming language.The IEC 61131-3 standard deals with programming languages and definestwo graphical and two textual PLC programming language standards: *Ladder logic (graphical).* Function block diagram (graphical). *Structured text(textual).Instruction list (textual).This standard also defines graphical and textual sequential function chart elements to organize programs for sequential and parallel control processing. Based on the standard, many manufacturers offer at least two of these languagesas options for programming their PLCs. Ironically, approximately 96 percent ofPLC users recently still use ladder diagrams to construct their PLC code. It seems that ladder logic continues to be a top choice given it's performed sowell for so long.Hardware PlatformsThe modern PLC has incorporated many types of Commercial off the Shelf (COTS) technology in its CPU.This latest technology gives the PLC a faster,more powerful processor with more memory at less cost. These advances have alsoallowed the PLC to expand its portfolio and take on new tasks like communications, data manipulation and high-speed motion without giving up the rugged and reliable performance expected from industrial control equipment.New technology has also created a category of controllers calledProgrammable Automation Controllers,or PACs. PACs differ from traditional PLCsin that they typically utilize open, modular architectures for both hardware and software,using de facto standards for network interfaces, languages and protocols.They could be viewed as a PC in an industrial PLC-like package.The FutureA 2005 PLC Product Focus Study from Reed Research Group pointed out factors increasingly important to users, machine builders and those making thepurchasing decisions. The top picks for features of importance were.* The ability to network, and do so easily. Ethernet communications isleading the charge in this realm. Not only are new protocols surfacing, but manyof the industry de facto standard serial protocols that have been used for many years are being ported to Ethernet platforms. These include Modbus (ModbusTCP), DeviceNet(Ethernet/IP) and Profibus(Profinet). Ethernet communication modulesfor PLCs are readily available with high-speed performance and flexibleprotocols.Also,many PLC CPUs are now available with Ethernet ports on board, saving I/O slot space. PLCs will continue to develop more sophisticatedconnectivity to report information to other PLCs,system control systems, dataacquisition(SCADA) systems and enterprise resource planning (ERP) systems. Additionally, wireless communications will continue to gain popularity.* The ability to network PLC I/O connections with a PC. The same trends that have benefited PLC networking have migrated to the I/O level.Many PLC manufacturers are supporting the most accepted fieldbus networks, allowing PLC I/O to be distributed over large physical distances, or located where it was previously considered nearly impossible. This has opened the door for personal computers to interface with standard PLC I/O subsystems by using interface cards, typically supplied by the PLC manufacturer or a third party developer.Now these challenging locations can be monitored with today a PC. Where industrial-grade control engines are not required, the user can take advantage of more advanced software packages and hardware flexibility at a lower cost.* The ability to use universal programming software for multipletargets/platforms.In the past it was expected that an intelligent controller would be complex to program.That is no longer the case. Users are no longerjust trained programmers, such as design engineers or systems integrators, butend-users who expect easier-to-use software in more familiar formats. TheWindows-based look and feel that users are familiar with on their personal computers have become the most accepted graphical user interface. What began as simple relay logic emulation for programming PLCs has evolved into languagesthat use higher level function blocks that are much more intuitive to configure. PLC manufacturers are also beginning to integrate the programming of diverse functions that allow you to learn only one package in configuring logic, HMI, motion control and other specialized capabilities. Possibly the ultimate wish of the end-user would be for a software package that could seamlessly program many manufacturers PLCs and sub-systems. After all, Microsoft Windows operatingsystem and applications work similarly whether installed on a Dell, HP or IBM computer,which makes it easier for the user.Overall, PLC users are satisfied with the products currently available,while keeping their eye on new trends and implementing them where the benefitsare obvious.Typically, new installations take advantage of advancing technologies,helping them become more accepted in the industrial world.PLC的过去、现在与未来众所周知，科技世界里只有一个永恒真理，那就是变化。

摘要在工业生产过程中，液位变量是最常见、最广泛的过程参数之一。

在油工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类流体的液位高度进行检测和控制。

由于其具有工况复杂、参数多变等特点，它对控制调节器要求极高。

针对人工控制液位的准度较低、速度较慢、灵敏度偏低等一系列问题。

本文提出了基于PLC的液位控制系统，系统主要通过将液位传感器检测到的电信号通过接口送入PLC中，经过A/D转换成数字信号，随后送入数字PID调节器中，经PID算法后将控制量经过D/A转换成水泵电机转速相对应的电信号送入水泵电机来控制水泵转速，最终达到控制液位的目的。

通过仿真和分析结果表明本文所设计系统能够正常运行并且达到了设计的目的，能够准确、快速地控制液位，克服了传统液位控制系统的很多弊端。

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制。

PID控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为液位控制的主要技术之一。

可编程控制器是一种应用广泛非常的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合液位控制的要求。

目前常用的可编程控制器中，西门子公司的S7-200以其编程软件STEP7的简洁易用和通信网络的功能强大得到业内人十的普遍认可。

关键词：西门子S7-200；PID；液位变送器AbstractIn industrial processes, the level variables are the most common, the most widely used process parameters. In the oil industry, chemical industry, power engineering, machinery manufacturing and food processing and many other areas, people need all kinds of fluid liquid level detection and control. Because of its complexconditions, parameter changing characteristics, its control regulator demanding. Formanual control of the lower level of accuracy, speed, slow, low sensitivity and other issues. In this paper, based on the level of PLC control system, the system mainly thro ugh the level sensor detects the electrical signals through the interface into the PLC, after A / D converted into digital signals, then sent to a digital PID regulator by PID After controlling the amount of algorithms through D / A converter to the pump motor speed into an electrical signal corresponding pump motor to control the pump speed, and ultimately achieve the purpose of the control level. Through simulation and analysis results show that this system is designed to function properly and achieve the purpose of the design that can accurately and quickly control the liquid level, to overcome the many drawbacks of traditional level control system.In engineering practice, the most widely regulator control law is proportional, integral, differential control, referred to as PID control. PID controller with its simple structure, good stability, reliable, easy to adjust and become one of the major technical level control. Programmable controller is a very wide range of automatic control device applications, will traditional relay control technology, computer technology and communication technology integration, with a strong ability to control, flexible operation, high reliability, suitable for long-term continuous work features, ideal for liquid level control. The commonly used programmable controller, S7-200 programming software is simple to use and its communications network functions Siemens STEP7 powerful people in the industry get ten universally accepted.Keywords:Siemens S7-200, Level Transmitter, PID1引言1.1题研究背景、意义和目的为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题。

毕业设计（论文）课题名称：关于PLC的液位控制系统指导教师：系别：电子信息系专业：机电一体化班级：姓名：摘要本次毕业设计的课题是基于PLC的液位控制系统的设计。

在设计中，笔者主要负责的是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少。

本文的主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验曲线分析， FX2系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较，应用PID控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过程控制指令PID指令来控制水箱水位。

关键词：FX2系列PLC，控制对象特性，PID控制算法，扩充临界比例法，PID指令，实验。

目录摘要 (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 PLC的产生、定义及现状 (1)1.1.1PLC的产生、定义 (1)1.1.2PLC的发展现状 (1)1.2过程控制的发展 (2)1.3本文研究的目的、主要内容 (3)1.3.1本文研究的目的、意义 (3)1.3.2本文研究的主要内容 (3)2 FX2系列PLC和控制对象介绍 (4)2.1 三菱PLC控制系统 (4)2.1.1 CPU模块 (4)2.1.2 I/O模块 (5)2.1.3电源模块 (5)2.2 过程建模 (5)2.2.1 一阶单容上水箱对象特性 (5)2.2.2 二阶双容下水箱对象特性 (10)3 PID调节及串级控制系统 (14)3.1 PID调节的各个环节及其调节过程 (14)3.1.1比例控制及其调节过程 (15)3.1.2比例积分调节 (15)3.1.3比例积分微分调节 (16)3.2 串级控制 (17)3.2.1串级控制系统的结构 (17)3.2.2串级控制系统的特点 (18)3.2.3串级控制系统的设计 (18)3.3 扩充临界比例度法 (20)3.4 三菱FX2系列PLC中PID指令的使用 (21)3.5在PLC中的PID控制的编程 (22)3.5.1回路的输入输出变量的转换和标准化 (22)3.6变量的范围 (24)4 控制方案设计 (26)4.1 系统设计 (26)4.1.1上水箱液位的自动调节 (26)4.1.2上水箱下水箱液位串级控制系统 (28)4.2 硬件设计 (28)4.2.1检测单元 (28)4.2.3控制单元 (29)4.3软件设计 (30)5 运行 (31)5.1 上水箱液位比例调节 (31)5.2 上水箱液位比例积分调节 (31)5.3 上水箱液位比例积分微分调节 (31)6 结论 (33)致谢 (33)参考文献 (33)1 绪论1.1 PLC的产生、定义及现状1.1.1PLC的产生、定义一、可编程控制器的产生20世纪60年代，在世界技术改造的冲击下，要求寻找一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器。

基于PLC的液位控制系统毕业设计论文目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)1.4 国内外研究现状 (5)1.5 论文结构 (6)2. PLC控制系统基础 (7)3. 液位控制系统需求分析 (9)3.1 系统概述 (10)3.2 系统功能需求 (11)3.3 系统性能指标 (12)3.4 系统设计约束 (14)4. 液位控制系统硬件设计 (15)4.1 硬件组成及连接方式 (17)4.2 传感器选型及安装方式 (18)4.3 执行器选型及安装方式 (20)4.4 PLC选型及安装方式 (22)4.5 电气接线及调试 (24)5. 液位控制系统软件设计 (24)5.1 软件架构设计 (26)5.2 控制算法设计 (28)5.3 PLC程序编写 (29)5.4 仿真与调试 (31)6. 系统集成与测试 (33)6.1 系统集成方案设计 (34)6.2 系统测试与验证 (36)6.3 结果分析与讨论 (37)7. 结论与展望 (38)7.1 研究成果总结 (39)7.2 进一步研究方向建议 (40)1. 内容概述本毕业设计论文旨在深入研究和探讨基于可编程逻辑控制器（PLC）的液位控制系统设计与实现。

通过系统化的设计流程，结合理论分析与实际应用，全面阐述PLC在液位控制中的关键作用及其优化策略。

随着工业自动化技术的不断发展，液位控制作为工业生产过程中的重要环节，其精确性和稳定性对于保障产品质量和生产效率具有至关重要的作用。

PLC作为一种高效、可靠的工业控制设备，在液位控制领域得到了广泛应用。

本研究将围绕基于PLC的液位控制系统展开深入研究。

PLC具有强大的数据处理能力，能够实时监控液位变化，并根据预设的控制算法输出相应的控制信号。

PLC的可靠性高、抗干扰能力强，能够在恶劣的工业环境下稳定运行。

PLC还具有易于扩展和维护的特点，便于用户根据实际需求进行系统升级和改造。

摘要在众多生产领域中，经常需要对贮槽，贮罐,水池等容器中的液位进行监控，以往采用传统的继电器接触器控制,使用的硬件连接多,可靠性差，自动化程度不高，目前已有许多企业采用先进控制器对传统控制器进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自动化程度，为企业提供了更可靠的生产保障。

本文介绍了基于信捷XC3型可编程控制器(PLC)，组态软件的液位控制系统的设计方案。

系统采用PID算法,实现液位的自动控制。

利用组态软件设计人机界面,，通过串行口和可编程控制器通信,实现控制系统的实时监控,现场数据的采集与处理,其结构简单,监控系统不仅自动化程度高,还具有在线修改功能,灵活性强.。

关键: PLC 液位控制触摸屏变频器目录前言 (1)第一章绪论 (13)1。

1本课题设计背景 (13)1.2本课题设计内容 (14)1.3本课题设计的目的和意 (14)第二章系统控制方案的确定 (14)2.1 采用PLC控制液位的优点 (14)2。

2 系统设计的基本步骤 (15)2。

3 系统控制方案 (16)第三章系统硬件设计 (18)3.1可编程控制器(PLC）的选型 (18)3.1。

1如何选购PLC产品 (18)3。

1。

2 PLC的选型标准 (18)3.1。

3 PLC机型的选择与特点 (19)3。

1.4模拟量输入输出模块（XC—E4AD2DA) (21)3.2水泵选型 (23)3。

3变频器选型 (24)3。

4触摸屏选型 (26)3.4.1触摸屏的工作原理 (26)3.4。

2触摸屏的主要类型………………………………………………………3.4.3触摸屏的选择 (27)3.5硬件接线图 (28)第四章系统软件设计 (28)4。

1程序设计编程基本原则与注意问题 (28)4。

1。

1 程序设计（梯形图）编程基本原则 (28)4.1。

2 程序设计注意问题 (28)4.2所用编程软件特点及界面操作 (29)4。

2。

1编程软件特点 (29)4。

2。

2信捷XCPPro编程软件操作 (29)4.3变频器参数设定 (31)4.4触摸屏程序 (32)4。

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是现代工业控制的重要组成部分，广泛应用于工业生产和日常生活中。

本文将就基于PLC的水箱液位控制系统进行毕业设计进行介绍。

本文毕业设计的目标是设计并实现一个基于PLC的水箱液位控制系统，实现水箱的液位控制和监测。

系统包括液位传感器、PLC控制器、水泵和电磁阀等组成。

首先，设计师需要根据实际需求选择合适的液位传感器，并将其与PLC控制器进行连接。

液位传感器用于监测水箱中的液位，根据液位的变化输出相应的信号给PLC控制器。

接下来，设计师需要使用PLC编程软件编写相应的PLC控制程序。

程序的主要功能是根据液位传感器的信号，控制水泵和电磁阀的开启和关闭。

当水箱的液位低于一些设定值时，PLC控制器会开启水泵将水箱填满；当液位超过一定设定值时，PLC控制器会关闭水泵，同时开启电磁阀，将多余的水排出。

除了基本的液位控制功能外，设计师还可以在PLC控制程序中添加其他功能，如报警功能。

当水箱的液位异常高或异常低时，PLC控制器可以通过声音或灯光等方式发出警报，提醒操作人员进行处理。

在整个系统的设计和实现过程中，设计师需要考虑如何提高系统的可靠性和安全性。

例如，可以在PLC控制程序中设置容错机制，确保系统在出现异常情况时能够正常运行；同时，在选择和配置水泵和电磁阀时，要考虑其工作负荷和可靠性，以确保系统的稳定运行。

在毕业设计完成后，设计师需要对系统进行测试和调试。

首先，需要检查液位传感器的安装和连接是否正常，确保其能够准确地监测水箱的液位变化；然后，利用测试仪器对PLC控制器的输出和输入进行测试，确保其能够按照预期进行控制。

总结而言，基于PLC的水箱液位控制系统是一项非常具有实用价值的毕业设计。

通过该设计，不仅可以提高水箱的自动化程度，还可以提高水资源的利用效率，减少人工操作错误的可能性。

同时，本设计也为进一步研究和开发更先进的基于PLC的控制系统提供了宝贵的经验和借鉴。

毕业设计-基于plc的液位控制系统毕业设计（论文）题目：基于PLC的液位控制系统-下位机设计学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化班级： 1126班指导教师：2015年 5 月 22 日摘要摘要随着当今社会科学技术的迅猛发展，各类监测并调控液位系统对自动化程度的要求也越来越高，原有的水位控制系统，已远远不能满足当前高度自动化的需要。

本课题是研究通过PLC系统来控制水位，监控组态来模拟监控界面，实现生产的自动化，可视化。

本课题首先设计PLC控制系统，根据要求实现的功能分配IO口，接线，然后编制通过V4.0 step 7软件进行梯形图的编辑、运行，并把现场的水塔水位状况实时传送给上位机，上位机采用力控组态软件进行监控。

监控组态界面是通过ForceContro7.0进行监控界面的编写、运行。

首先设计监控界面，设置通信参数和IO口，使得上下位机能够可靠通信。

本水位控制系统以PLC为控制核心，具备开始和停止功能，这是一种PLC控制的自动调节控制系统。

应用此控制系统能显著提高劳动效率，减少劳动强度。

关键词：PLC 监控组态 STEP7 力控AbstractWith the rapid development of science and technology in today's society.All kinds of monitoring and control system of liquid level of automation are increasingly high requirements.The original control system of water level, can not meet the current needs of the highly automated.This project is to research through the PLC system to control water level monitoring, configuration simulation monitoring interface, realizing production automation, visualization.In this paper, the design of PLC control system, according to the functional requirements to achieve the distribution of I/O, then the preparation of wiring, editing, operation ladder through V4.0 step 7 software, and the water level scene of the real-time transmission to the PC, PC monitoring using ForceContro7.0 configuration software.The configuration, operation monitoring interface is edited by ForceContro7.0 software. First, the monitoring interface design, communication parameters setting and I/O port, the computer can reliable communication. The water level control system using PLC as the control core, have open and all stop function, this is a kind of automatic control system PLC control. The application of this control system can significantly improve the work efficiency, reduce labor intensity.Keys words：PLC configuration step7 forcecontrol目录摘要............................................................. Abstract . (I)第一章绪论 01.1设计的意义及目的 01.2 课题的发展现状 01.3 本设计主要工作 (1)第二章 PLC及SIEMENS S7-200 (2)2.1 PLC概述 (2) (2) (3)2.2 PLC的特点、性能及分类 (8) (8) (8) (9)2.3 SIEMENS S7-200系列PLC (10) (10) (11) (11) (13)第三章液位控制系统硬件设计 (15)3.1 PLC选型 (15)3.2 液位传感器（YWCGQ）选型 (15)3.3 变频器及PLC连接 (16)3.4 电机 (18)3.5 系统接线图（见附图3-5） (19)3.6 I/O地址分配 (19)第四章液位控制系统软件设计 (20)4.1 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3软件的使用 (20) (23) (25)4.2 程序设计 (26)4.3 S7-200仿真 (29)第五章监控系统设计 (32)5.1 ForceContro7.0简介 (32)5.2 ForceContro7.0作用 (32)5.3 监控系统概述 (32)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)第一章绪论1.1设计的意义及目的基于PLC的水位控制系统可以实现生产的自动化，使实际操作简单容易，省时省力。

摘要本次毕业设计的课题是基于PLC的液位控制系统的设计。

在设计中，笔者主要负责的是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少。

本文的主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定ABSTRACTThe subject of graduation design is based on PLC, liquid level control system design. In the design, the author is mainly responsible for the mathematical model and control algorithm design, so the design used in the paper referred to was more PID algorithm, PLC in less knowledge.Main contents of this article: PLC creation and definition, process control, development, and water tanks and experiment to determine the characteristics curve analysis, FX2 series PLC hardware control, PID tuning parameters and various parameters of the control performance comparison, the application PID control algorithm obtained experimental curve analysis, the entire system, introduce and explain the various parts of the PLC process control commands to control the tank level PID instruction.Keywords：FX2 series PLC, the control object characteristics, PID control algorithm, to expand the critical proportion method, PID instruction, experimental.毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

基于PLC的液位控制系统毕业设计论文随着工业自动化水平的不断提高，液位控制系统在工业领域中得到了
广泛的应用。

液位控制系统是通过感知到液体的高度来实现对液位的控制，常用于储罐、水塔等场所，以确保液位在安全范围内。

本篇毕业设计论文将基于PLC（可编程逻辑控制器）设计一个液位控
制系统。

PLC是一种专门用于工和生产过程中的自动化控制的计算机控制
系统。

本设计将通过PLC来实现对液位的检测和控制，并结合开关、传感
器和执行器等设备实现自动液位控制。

在设计过程中，首先需要对液位控制系统的硬件架构进行规划。

本设
计将使用PLC作为控制核心，并结合液位传感器、执行器和HMI（人机界面）等设备来完成整个系统。

同时，需要对传感器和执行器的选型进行讨论，并确定合适的设备参数。

其次，将进行软件编程工作。

通过PLC的编程软件，将液位传感器与PLC进行连接，并设置液位控制的逻辑程序。

根据液位高度的变化，PLC
将实时采集并处理液位信号，然后通过输出信号控制执行器，实现液位的
自动控制。

同时，将设计一个简单直观的人机界面，能够实时显示液位的
变化情况，方便操作和监控。

最后，需要进行液位控制系统的测试和验证。

通过模拟液位的变化情况，测试液位控制系统的响应速度和准确性。

根据测试结果，进行相应的
调整和改进，使其达到设计要求。

综上所述，本设计将通过PLC实现液位控制系统的设计和开发，并通
过对硬件和软件的完善，使其具备良好的稳定性、响应速度和准确性。

该
设计具有一定的实用价值，可在工业领域中得到广泛的应用。