水位控制

一、毕业设计（论文）任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求）当水箱水位低于定值时，电机工作，电磁阀打开进水。当液位上升至上限时，电机停止，电磁阀关闭，电机停止工作。液位上升至上限时，电机停止。当用户用水使上水箱放水，对应液位会下降。当液位又低于上限时，电机起动工作，如用户用水量较大，下水量大于上水量，使液位继续下降至中线时，电机启动工作同时电磁阀工作进水，使上水量大幅上升，保持液位。当下水箱液位低于警戒位时意味着水泵进水口缺水，此时应自动切断电流并报警。二、图纸内容及要求1.要有完整的流程图、I/O接线图、I/O分配表。2.经调试正确的梯形图。三、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注各教研室组织学习毕业设计的相关规定。学生与指导教师见面。学生与导师共同确定题目。进行总体设计和技术设计，完成开题报告交开题报告和毕业设计中期检查表毕业设计结题验收，学习独立完成设计第一稿，交指导老师审阅。指导老师提出意见后，学生进行修改直至老师认可。学生提交正式毕业设计论文（打印稿和电子版）至指导教师处，指导教师填写毕业设计成绩及指导教师意见然后将论文和设计成绩交教研室主任。四、其他摘要关键词：水塔水位可编程控制器PLC手动/自动方式目录第一章前言......................................1第二章PLC的简介................................22.1PLC的特点和主要功能.............................22.2PLC的构成......................................22.3PLC系统的其它设备...............................42.4PLC的通信联网..................................4第三章程序书写器(WinLeader)的运用................53.1功能概述........................................53.2工具列的应用....................................5第四章水塔水位控制系统的设计.....................114.1水塔水位控制系统工作原理........................124.2水塔水位控制系统的继电器—接触器控制.............134.3水塔水位控制系统的PLC控制——I/O接线图..........144.4水塔水位控制系统的PLC控制——I/O通道分配........154.5水塔水位控制系统的PLC梯形图....................16结论.............................................17致谢..............................................19参考文献..........................................19第一章前言在1987年2月颁布第三次草案，该草案中对于可程控器定义如下：“可程控器为适合在工业环境下之数字电子装置，它可以使用可程序内存以储存指令，并且具备了逻辑运算、顺序控制、定时器、及数学演算等功能之外，亦可以透过数字或模拟之输出/入模块来控制各类机械的程序工作。可程控器应可以是其实际需要扩充其功能模块。”可程控器目前主要应用为自动化、监控系统、电厂遥控等。但是因为近年工业系统多此用开放式架构因此PLC必须具备兼容性与扩充性等。在可程控器未来发展中主要一部份应该为网络应用，因为透过通讯协议可以将所有可程控器连接起来做数据管理，并可以利用网络达到远程管理的高效率应用。第二章PLC的简介第三章程序书写器(WinLeader)的运用3.1功能概述这一章开始介绍程序书写器(WinLeader)的使用方法。程序书写器(WinLeader)为此MicroPLC6815的发展核心，主要是用于程序的输入、编辑、监控及模拟，对于使用者而言，这也就是编写程序逻辑以达到控制机构的主要核心，而事先之规划及程序编写即为本章节之重点，我们将由此开始进入此章重点。3.2工具列的应用1功具列(Toolbars)工具列1:按钮热键功能说明(Ctrl+N)开启新档(Ctrl+O)开启旧档(Ctrl+S)存档(Ctrl+P)打印档案剪下复制贴上(Shift+S)选择模式(Shift+D)离线模式(Shift+P)路径检查(Shift+C)编译阶梯图建立阶梯图执行程序(Shift+R)驱动实际接点(PhysicalI/Oaction)输出模式(Outputonly)(Shift+U)执行(Run)(Shift+T)停止执行(Stopexecuting)(F8)步进执行(Stepinto)(F10)Stepover(F7)Steptocursor(Shift+F7)Stepout关于HurcoWINLEADER辅助2输入接点接点名称接点符号阶梯图图示功能说明常开接点常闭接点常开接点函数(NormalOpenContact):图3.1常开接点函数当常开接点函数为ON时，则它将产生高电位(导通)，当常开接点是OFF时，则它将产生低电位(不导通)常闭接点函数(NormalCloseContact):图3.2常闭接点函数当常闭接点函数为ON时，则它将产生低电位(不导通)，当常闭接点是OFF时，则它将产生高电位(导通)3联机功能接点名称接点符号阶梯图图示功能说明向右连接线横向线垂直线删除垂直线4输出接点接点名称接点符号阶梯图图示功能说明常开线圈常闭线圈常开线圈函数(NormalOpenCoil):图3.3常开线圈函数时序图当元素A为ON时，则常开线圈函数将是ON(高电位)，当元素A为OFF时，则常开线圈函数将是OFF(低电位)常闭线圈函数(NormalCloseCoil):图3.4常闭线圈函数时序图当元素A为ON时，则常闭线圈函数将是OFF(低电位)，当元素A为OFF时，则常闭线圈函数将是ON(高电位)跳跃函数接点名称接点符号阶梯图图示功能说明Label的子程序开头Jump到LABEL子程序卷标函数卷标函数是被使用在跳跃函数的起点，它只能工作在它的指令范围内，而最初的回路、一般的回路和子程序都有它们个别的指令范围。在最初的回路、一般的回路或者子程序中，相同的卷标名字能够在相同的程序中共享，跳跃函数仅仅搜查它功能范围的卷标，例如，相同的标签名字”test”能存在最初的回路、一般的回路和其它子程序，并能够在相同的时间中存在。跳跃函数跳跃函数可以跳跃到指定的卷标函数上执行动作，而卷标函数上的名字必须与跳跃函数上的名字一致。结束函数接点名称接点符号阶梯图图示结束函数1.结束函数是停止PLC回路的动作。2.PLC的最初回路是在第一个结束函数之前，预设的执行时间间隔是10ms。3.PLC的初始回路是介于第一个结束函数与第二个结束函数之间，而且只执行一次。真正的PLC程序回路是在第二个结束函数与第三个结束函数之间，而执行的时间则由程序的大小决定。第四章水塔水位控制系统的设计4.1水塔水位控制系统工作原理：基于PLC和组态软件的水塔控制系统工作原理：图4.1水塔控制系统工作原理图水位闭环调节原理是：通过在水塔中三个液压传感器SL1~SL3,将水位值变换为4~20mA电流信号进入PLC，把该信号和PLC中设定的值程序进行比较。并执行随后处理程序，通过水泵开关对水塔中水位进行的自动控制。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。手动控制采用继电器接触器。当水箱水位低于SL3时，电机M1、M2同时工作，电磁阀YV打开进水。当液位上升至SL2时，电机M2停止，YV关闭，电机M1停止工作。液位上升至SL1时，M1停止。当用户用水使上水箱放水，对应液位会下降。当液位又低于SL1时，M1起动工作，如用户用水量较大，下水量大于上水量，使液位继续下降至SL2时，M2启动工作同时YV工作进水，使上水量大幅上升，保持液位。SL0为下水箱缺水报警开关，当下水箱液位低于SL0时意味着水泵进水口缺水，此时应自动切断电流并报警。水位显示及报警功能的实现：为了及时观测到水塔中水位，特别在控制台上考虑安装了4盏水位显示灯，并将它与PLC相连接，由PLC输出信号来开启这4盏水位灯来显示当前水塔水位情况。为了系统能正常运行，设置两套手动/自动运行方式。手动方式是利用继电器——接触器控制，可以在环境比较恶劣的条件下继续工作，自动方式是利用PLC来控制。4.2水塔水位控制系统的继电器—接触器控制由交流接触器来控制两台水泵手动运行。当换项开关KK1打到手动时，按下启动按钮SB1，1#泵运行向水塔注水，由于设置了顺序开启和送序关闭，在进泵没有开启情况下，进泵不能起动运行，而在两个水泵同时运行时，2#泵在没有停止情况下，进泵不能停止。在进泵运行时，按下起动按钮SB22#泵起动运行向水塔注水。此时，控制台上水位灯，由水塔中液位变逆器将水位变换为4~20mA电流信号输入到PLC中，给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1一个控制信号经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，你先根据水塔中水位情况，通过在水塔中液位变送器送出4~20mA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。系统各功能实现可参考图4.2。图4.2供水的继电器控制图上图可参考以下的运行流程：在水塔中无水时→1#、2#泵同时开起（KM1、KM2闭合）→对水塔进行注水→水位到达低水位时→控制台上低水位灯HL1点亮→水位到达中水位时→2#泵停止（KM2断开）→1#泵继续运行→中水位灯HL2点亮→水位到达高水位时→1#、2#泵都停止（KM1、KM2均断开）→高水位灯HL3点亮→而当下水箱水位到达报警水位时→报警器开始报警→并切换到1#、2#泵运行。4.3水塔水位控制系统的PLC控制——I/O接线图根据上述继电器控制，可设计出同等功能的PLC控制过程。考虑接线如图3所示的I/O接线图。4.4水塔水位控制系统的PLC控制——I/O通道分配I/O通道分配可参考下表]表1.I/O通道分配分类元件端子号作用输入SL0bI000下水箱缺水传感器SB1bI001电机M1手动起动按钮SB2bI002电机M2手动起动按钮SB3bI003电机M1手动停止按钮SB4bI004电机M2手动停止按钮SL1bI005液面高位传感器SL2bI006液面中位传感器SL3bI007液面低位传感器KK1bI008换项开关输出KM1bO001电机M1运行主接触器KM2bO002电机M2运行主接触器YVbO003M2电机上方的进水电磁阀HL1bO004高水位指示灯HL2bO005中水位指示灯HL3bO006低水位指示灯HL4bO007报警信号灯4.5水塔水位控制系统的PLC梯形图总结致谢参考文献