基于PLC的液位控制系统设计

题目：基于PLC的液位控制系统设计姓名：朱峰学号：200913010027系别：物理与电子工程系专业：电子信息工程年级班级：2009级1班指导教师：郭荣艳副教授2013年5月18日毕业论文（设计）作者声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全了解有关保障、使用毕业论文的规定，同意学校保留并向有关毕业论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀毕业论文评选机构将本毕业论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。本毕业论文内容不涉及国家机密。论文题目：基于PLC的液位控制系统设计作者单位：物理与电子工程系作者签名：（学号：200913010027）年月日目录摘要..............................................................................................................................1引言..............................................................................................................................11.PLC简介与系统方案及原理............................................................................21.1液位控制系统方案...........................................................................................21.2系统的工作原理...............................................................................................22.器件的选取及其特点..........................................................................................32.1西门子S7-200PLC简介..................................................................................32.2NS8触摸屏简介..............................................................................................42.3浮球式液位变送器简介...................................................................................53.硬件电路的设计...................................................................................................63.1PLC与触摸屏的连接......................................................................................73.2直流电动机控制电路的设计...........................................................................73.3控制电路与PLC接线的设计.........................................................................83.4液位传感器与PLC的连接.............................................................................94.系统软件的设计...................................................................................................95.软件调试...............................................................................................................106.结束语....................................................................................................................12参考文献...................................................................................................................12附录............................................................................................................................13附录1：硬件电路连接示意图............................................................................13附录2：输入/输出元件及控制功能表..............................................................14附录3：系统主要程序........................................................................................15致谢............................................................................................................................171基于PLC的液位控制系统设计摘要：以可编程控制器（PLC）为核心，把智能传感器检测、电机和PLC控制相结合，提出了一种基于PLC的液位控制系统的设计方案。系统运用液位传感器实时检测水箱液位的变化；并且由PLC处理，并控制电机来实现对液位的控制，液位情况有触屏显示器上显示出来。触屏显示器与PLC相联，可以通过触屏显示器改变液位阈值。这种液位控制系统具有控制灵活，精度高，易于操作的特点。关键词：PLC；液位；自动控制；传感器TheLiquidLevelControlSystemBasedonPLCIsDesignedAbstract：Withtheprogrammablecontroller(PLC)asthecore,theintelligentsensor,motorandPLCcontrol,thispaperputsforwardadesignschemeofcontrolsystembasedonPLC.Systemusesliquidlevelsensortocheckthereal-timechangesofliquidlevelofwatertank;andthePLCcontroltheliquidlevelthroughcontrollingmotor,andlevelisdisplayedonatouch-screendisplay.ThetouchscreendisplayisconnectedwithPLC,throughchangingthetouchscreendisplaylevelthresholdisset.Thecontrolsystemofliquidlevelhasthecharacteristicsofflexiblecontrol,highaccuracy,easyoperation.Keywords：PLC;Liquidlevel;Controlsystem;Sensor引言液位控制在工业生产中是一个比较常见的控制过程，他在工业生产的作用毋庸置疑。随着科技的进步，液位控制也从人工控制发展到了自动控制。早期，用继电器、定时器、接触器及其触点按照电路关系连接起来就组成了人工继电接触器控制系统，然而这种继电接触器控制是存在诸多问题的，例如操作的灵敏度、控制的精度等，现在的电气液位自动控制系统已经解决了人工控制中存在的问题。本文设计一种基于PLC的液位控制系统，PLC具有抗干扰能力强、控制结构简单、可编程、操作容易等优点，因而在工业的液位控制系统中应用非常广泛，具有较广阔的发展前景。21.PLC简介与系统方案及原理可编程序控制器是新一代工业自动化控制装置，近年来得到迅速发展并广泛应用的。前期的PLC在功能上只是实现逻辑控制，所以被称为可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）。随着科技的进步，微处理器获得了广泛的应用，一些PLC生产厂商就选用微处理器用作PLC的中央处理器，使PLC的功能得到了加强。因此，美国电器制造协会于1980年将它正式命名为可编程序控制器（ProgrammableController，PC）。该名称已在工业界使用多年，但近年来个人计算机（PersonalComputer）也简称PC，为了区别，目前可编程控制器常被称为PLC[1]。在1985年，国际电工委员会颁布的标准中，对可编程序控制器定义为：一种转为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，在其内部存储进行逻辑与算术运算、顺序控制、计数与定时等操作指令，通过数字式、模拟式的输入与输出，控制各种各样的生产机械与过程。近年来，PLC发展非常迅速，其功能已经大大超出以上所述定义范围。1.1液位控制系统方案论文的主要内容是设计一个基于PLC的液位控制系统，要求控制系统可以根据生产的需要对液位进行设定，当液位低于或高于限定值时自动启动电机加液或排液，当液位达到设定值时电机停转，操作人员可以改变限定值，并达到阈值报警功能。根据要求系统设计方案如图1所示。图1系统设计方案图1.2系统的工作原理液位控制系统工作原理：液位传感器监控水箱液位变化并转化成电信号发送水源触摸屏PLC接触器电动机水箱液位传感器3给PLC，然后PLC根据不同的电信号来控制电机的正转、反转与停止。同时液位信息也同步发送给触摸屏，在触摸屏上显示出液位变化，而且触摸屏通过数据线与PLC相接可以设置水箱内的液位参数。当系统出现故障时工作人员可以通过接触器来控制电机正转、反转和停止。2.器件的选取及其特点PLC在市场上主要有三菱（日本）和西门子（德国）两个品牌，西门子具有较强的过程控制与通信控制能力，而且程序简单，模拟量模块价格也适宜，而三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，三菱在过程控制和通信方面的功能较弱。所以针对液位控制系统选取西门子的PLC，而且此次设计的所需要的设备中有很多仪表的数据要用通信进行采集，选取西门子一系列产品便于控制。因此本设计选取的主要器件有：西门子S7-200型号的PLC，欧姆龙公司NS8触摸屏，浮球式液位变送器和直流电动机。2.1西门子S7-200PLC简介S7-200PLC的硬件由主机、I/O扩展机及外部设备组成，