水位控制系统模拟设计Word文件下载.docx
《水位控制系统模拟设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水位控制系统模拟设计Word文件下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
F楼212室
任务下达
2012年6月15日
任务完成
2012年6月22日
考核方式
1.评阅□ 2.答辩□3.实际操作□ 4.其它□
指导教师
彭登峰
系（部）主任
注：
1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；
任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
【摘要】水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点。
在水资源日益匮乏的今天，节约用水、提高水资源的利用率就显得十分必要。
传统的水塔水位控制为粗放式的，基本没有对水泵的合理控制，且多为人力控制工作强度大、危险。
所以除了浪费电能外，还造成了人员的浪费。
采用新型的PLC控制供水方式与过去旧的控制方式相比在运行的经济性、可靠性、稳定性等方面有显著优势，特别是在提倡低碳的情况
下有很好的节能效果，且由于PLC强大的扩展性以适应今后城市供水建设的发展需要。
【关键词】水位控制PLC
前言
在工业生产中，电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。
其中，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、层顶水箱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。
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（水位）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技术能很好的解决以上问题，使水位控制在要求的位置。
一、课程设计题目
水位控制系统设计
二、课程设计要求
用FX1N-40MR-001型PLC实现水塔水位模拟控制。
运行程序，按下启动按钮，当水池水位低于下限，补水电磁阀打开，补水电机开始工作外界向水池补水。
水池水位高于上限时，补水电磁阀关闭停止补水，同时，当水塔水位低于下限时，并且水池水位高于下限时，抽水泵开始工作水池抽水到水塔，当水塔水位高于上限时，抽水泵关闭，停止抽水。
（在此课程设计中用灯光模拟补水电磁阀和抽水泵的工作状态。
）
三、课程设计过程步骤
1、I/O接口分配
输入：
调试单元 模型ＰＬＣ内部 说明
I000M1X000水塔水位上限
I001M2X001水塔水位下限
I002M3X002水池水位上限
I003M4X003水池水位下限
输出：
调试单元ＰＬＣ内部说明
O000Y000水塔水位上限指示灯L1
O001Y001水塔水位下限指示灯L2
O002Y002水池水位上限指示灯L3
O003Y003水池水位下限指示灯L4
O004Y004补水阀工作指示灯L5
O005Y005抽水泵工作指示灯L6
2、输入输出电路
3、
外部输入输出灯光模拟电路：
3、工作原理
当水位低于水池低水位界（L4灯亮），补水阀打开（L5灯亮）外界向水池灌水，定时器开始计时，此时按下水塔水位下限按钮，指示灯L2亮表示水塔水量不足，由于水池水位低于水位下限，不准从水池向水塔抽水。
5秒钟后水池水超过水位下限，L4灭表示水池可以向水塔灌水，但由于水塔水位没到达上限外界仍然向水池灌水。
此时L6亮，开始从水池向水塔抽水。
当水位高于水池高水位界（L3灯亮），此时补水阀关闭（L5灯灭）外界停止向水池灌水，当水位高于水塔高水位界（L1灯亮），此时停止从水池向水塔抽水（L6灯灭）。
其中L1指示水塔水位的上限、L2指示水塔水位的下限、L3指示水池水位的上限、L4指示水池水位的下限。
L5亮表示外界向水池灌水，L6亮表示从水池抽水到水塔。
4、线路连接
（1）把实验箱左箱上的O/0、O/1、O/2、O/3分别用导线接到右箱水位控制系统模拟实验上的N1、N2、N3、N4来控制L1、L2、L3、L4。
I/0、I/1、I/2、I/3分别与M1、M2、M3、M4接通。
按钮A按下表示水塔水位已到上限，按钮B按下表示水塔水位已到下限；
按钮C按下表示水池水位已到上限、按钮D按下表示水池水位已到下限。
O/4、O/5分别与N5、N6接通来控制L6、L5，
（2）把PLC主控制器旁边24V的COM端接到此模拟实验的COM端上，旁边的＋5V端接到此模拟实验的＋5V端，主控制器输出端所用到的COM口相互并联后再接到5V的地端。
水位上限A
D水位下限
C水位上限
B水位下限
L1
L2
L3
L4
L6
L5
N1
N2
N3
N4
N5
N6
M1
M2
M3
A1
A2
A3
A4
+5V
+24V
COM
A
B
C
D
M4
5、梯形图
M20得电，Y0输出，即水塔上限灯亮
M21得电，Y1输出，即水塔下限灯亮
M22得电，Y2输出，即水池上限灯亮
M23得电，Y3输出，即水池下限灯亮
M24得电，Y4输出，即水池向水塔灌水
M25得电，Y5输出，即外界向水池灌水
按下X0（水塔水位上限按钮），且并上X1常闭点（即此时水塔水位不是下限），使M40得电自锁
按下X1（水塔水位下限按钮），且并上X0常闭点（即此时水塔水位不是上限），使M41得电自锁
按下X2（水池水位上限按钮），且并上X3常闭点（即此时水池水位不是上限），使M42得电自锁
按下X3（水池水位下限按钮），且并上X2常闭点（即此时水池水位不是上限），使M43得电自锁
M43得电闭合，使M23得电，同时形成自锁，即水池水位达到下限使灯亮，同时复位M50
M23得电闭合，使M25得电，同时开始计时2s，即开始外界向水池灌水
2s时间到，复位M23（水池水位下限灯灭），同时使M50得电形成自锁
M50得电即表示水池下限等灭，再按下X2灯M42触电闭合，使M22得电（水池水位上限灯亮），同时复位M25（外界停止向水池灌水），T0
M41得电触电闭合，使M21得电（水塔水位下限灯亮），同时复位M51,若M23常闭触电闭合（即水池水位超过下限位），使M24得电（水池开始向水塔灌水），T1进行计时2s
2S时间到，复位M21（水塔水位下限灯灭），使M51得电自锁。
再按下X0（水塔水位到达上限），使M20得电（水塔水位上限灯亮），同时复位M24（水池停止向水塔灌水）
结束
功能分析：
当继电器M20、M21、M22、M23、M24、M25分别接通相对应的输出Y000、Y001、Y002、Y003、Y004、Y005，表示相对应的指示灯L1、L2、L3、L4、L6、L5分别亮起。
按下D按钮，此时串联常闭X002，继电器M42无法接通，M43接通。
M43接通，则M23接通（L4灯亮）表示水池水位低于下限，重置M50，且接通M25（L5灯亮）表示补水电磁阀打开补水电机开始工作，外界向水池补水，此时计数器T0开始计时5秒，计数器5秒计数完毕则自动重置M23（L4灯灭）表示水池水位高于下限水位。
此时按下C按钮（X002接通），M42接通，M22接通（L3灯亮）表示水池水位达到上限水位，则重置M25（L5灯灭）表示补水电磁阀关闭，补水电机停止工作，外界停止向水池补水。
按下B按钮（X001接通），此时串联常闭X000，继电器M40无法接通，M41接通。
M41接通，则M21接通（L2灯亮）表示水塔水位低于水位下限，并重置M51，此时M23常闭，则M24接通（L6灯亮）表示抽水泵开始工作，水池向水塔抽水，计数器T1开始计时5秒。
计数器5秒计数完毕则自动重置M21（L2灯灭）表示水塔水位高于水位下限，此时按下A按钮（X000接通）M40接通，M20接通（L1灯亮）表示水塔水位达到上限，则重置M24（L6灯灭）表示抽水泵停止工作。
四、关于实际水塔水位控制系统的补充
1、外部输入输出实际电机电路
其中M1为抽水泵，M2为补水电机。
2、主电路与控制电路：
KM1：
控制电机M1KM2：
控制电机M2YV：
补水电磁阀
HL1：
水塔高水位限指示灯HL2：
水塔低水位限指示灯
HL3：
水池高水位限指示灯HL4：
水池低水位限指示灯
3、流程图如下：
水池水位低于下限？
开始
外界向水池灌水并起动定时TO
5秒后水位高于水池下限
水池继续灌水
水池水位高于上线限？
外界停止向水池灌水
水塔水位低于下限？
水池向水塔供水
水塔水位高于上限
水池停止向水塔供水
水池水位低于下限
五、心得体会
一个星期的PLC的课程设计很快结束了，在这短暂的时间里，经过老师、同学的指导，我获益匪浅，学习了不少关于自己专业方面的知识。
在完成项目期间，我们组的分工明确，有负责编程的，有负责报告找资料，有负责编程的……虽说分工明确，但在完成项目过程中遇到些麻烦的话组员之间还是相互配合相互帮助尽量让每个学员学到更多的专业知识，使每个组员更上一个层次。
实训期间，我主要负责编程、报告及找资料，但这并不是说我在其他组员做他们任务时置之不理，与我无关。
我在旁边和组员一起，参与其中的讨论分析，并会不时帮助他们完成任务。
而同样我在做我的任务时，他们也会经常帮我解决一些我无法解决的问题。
这样，我们组在完成这两个项目还是比较顺利的。
过这次设计实践。
让我更熟练的掌握了三菱的PLC软件的简单编程方法，对于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在理论的运用中，也提高了我的工程素质。
刚开始学习三菱PLC软件时，由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用
升级会员 