PLC控制水塔水位

沈阳大学科技工程学院

- 1 - 一、水塔水位

1、系统描述及控制要求

1.1 国内外发展现状调查

1.1.1 PLC及西门子S7-200系列PLC介绍

20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。

20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。

西门子S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

实验三 水塔水位控制的模拟

在S23 S7-200模拟实验挂件（三）本实验。

一、实验目的

用PLC构成水塔水位自动控制系统，掌握定时器的使用方法。

二、实验内容

（1）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；

（2）阀Y打开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；

（3）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。

三、水塔水位控制的实验面板图

说明：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。

四、输入/输出接线列表

面板 S1 S2 S3 S4 M1 Y

PLC I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Q0.0 Q0.1

五、梯形图参考程序

六、实验注意事项

1、严格按照规定操作。

2、注意安全，不要触摸带电元器件，实验接线完成经指导老师检查后方可

送调试。 3、注意各设备送电顺序，实验完毕后关闭电源。

七、实验报告内容要求

1、实验名称

2、实验目的

3、实验装置介绍

4、实验原理及过程

5、实验过程及程序

6、实验结果及体会

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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

基于plc和组态王的水塔水位控制系统

摘要

本文采用的是西门子型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统的核心，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。另外在PLC的基础上，运用组态王Kingview工业监控软件，它将PLC过程控制设计、现场操作及资源管理于一体，将水箱控制系统的应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。

关键词：水位自动控制、西门子、组态王、水泵、传感器

1.设计背景及意义

1.1设计背景

在工业生产和日常生活中，水位控制越来越重要。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。因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一。任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。就目前而言，多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水塔等作为基本储水设备，由一级或二级水泵从地下市政水管补给。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺点。可编程控制器（PLC）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前水位控制的方式被PLC控制取代。同时，又有PID控制技术的发展，因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题。 1.2设计意义

在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位进行自动控制。比如自动控制水塔、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同。但其原理都大同小异。特别是在实际操作系统中，稳定、可靠是控制系统的基本要求。因此如何设计一个精度高、稳定性好的水位控制系统就显得日益重要。采用PLC控制技术能很好的解决以上问题，使水位控制在要求的位置。