原创PLC在水位控制系统中的应用毕业论文设计Word文件下载.docx

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电气与信息工程分院

专业：

电气工程及其自动化

班级：

电力2010-1

学号：

20100210410321

学生姓名：

杨杰

指导教师：

李房云

起讫日期：

2013.12——2014.5

摘要

在当代社会，世界人口的不断增长和水资源的日益紧缺，日常生活和工农业中的供水问题愈发严峻，故对供水系统的水位进行精确的测量和控制越来越重要。

PLC因为有着容易编程、使用简单、方便维修、可靠度高、极强的抗干扰能力和机电一体化等特点，所以利用PLC对水位进行测量和控制有着广阔的前景。

本设计是一个基于PLC控制的供水控制系统，主控制机是PLC可编程控制器。

该设计针对性的对水塔水位自动控制系统里各个功能进行了分析，并且文中对系统各个器件的结构、操作流程，以及工作时协调控制的办法都有所讲解。

本系统在实现准确自动控制同时，还将供水的质量进行了提高。

并且此控制系统相对于传统的供水系统还有着降低劳动强度和提升劳动效率等优点。

关键词：

水塔水位控制、PLC、自动控制系统

Abstract

Incontemporarysociety,theworld'

sgrowingpopulationandthegrowingscarcityofwaterresources,thewatersupplyproblemindailylifeandindustrialandagriculturalisincreasinglysevere,sothewaterlevelforthewatersupplysystemforprecisemeasurementandcontrolofmoreandmoreimportant.PLCwitheasyprogramming,simpletouse,convenientmaintenance,,sotheuseofPLCtomeasureandcontrolthewaterlevelisawatersupplycontrolsystembasedonPLCcontrol,themaincontrolunitisPLCprogrammablecontroller.Thedesigncorrespondingtothewatertowerwaterlevelautomaticcontrolsystemineachfunctionisanalyzed,andthevariousdevicestothesystemstructure,operationprocess,andworkcoordinationcontrolmethodareexplained.Thissystemintherealizationoftheaccurateautomaticcontrolatthesametime,willalsoimprovethequalityofthewatersupply.Comparedwiththetraditionalwatersupplysystemandthecontrolsystemandthereductionoflaborintensityandimprovelaborefficiency,etc.

Keywords:

Watertowerwaterlevelcontrol,PLC,Automaticcontrolsystem

中文摘要………………………………………………………………………………………1

英文摘要………………………………………………………………………………………2

目录………………………………………………………………………………………3

1绪论…………………………………………………………………………………………5

2可编程控制器………………………………………………………………………………6

2.1可编程控制器的简介……………………………………………………………………6

2.2发展历史与展望…………………………………………………………………………6

2.3PLC的基本结构…………………………………………………………………………7

2．3．1中央处理单元（CPU）………………………………………………………………8

　2．3．2存储器………………………………………………………………………………8

　2．3．3输入输出………………………………………………………………………9

　2．3．4编程器……………………………………………………………………………10

2．3．4电源………………………………………………………………………………10

2.4PLC的运作方式…………………………………………………………………………10

2.5可编程控制器的选型……………………………………………………………………11

3PLC水塔水位控制系统方案设计……………………………………………………………13

3.1水塔水位控制系统设计…………………………………………………………………13

　3．1．1水塔水位控制装置…………………………………………………………………13

　3．1．2水塔水位的工作要求………………………………………………………………13

3.2水塔水位控制系统的电路设计…………………………………………………………14

3.3输入输出接口分设计…………………………………………………………………14

　3．3．1水塔水位控制系统的输入输出设备……………………………………………14

　3．3．2水塔水位控制系统的输入输出借口分配表……………………………………15

4PLC水塔水位控制系统工作流程设计……………………………………………………16

4.1程序流程图设计…………………………………………………………………………16

4.2工作过程分析与梯形图程序设计………………………………………………………17

　4．2．1工作过程分析………………………………………………………………………17

　4．2．2梯形图程序设计……………………………………………………………………17

5组态仿真……………………………………………………………………………………21

5.1组态软件…………………………………………………………………………………21

5．1．1组态软件的概念……………………………………………………………………21

5．1．2组态软件的发展与展望…………………………………………………………21

5．1．3组态软件的功能…………………………………………………………………22

5.2WINCC组态画面仿真……………………………………………………………………22

总结………………………………………………………………………………………29

参考文献………………………………………………………………………………………30

后记………………………………………………………………………………………31

1绪论

从古至今，用水、供水一直是人民生活中最不可或缺的环节之一。

我国虽然地大物博，但是人均占水资源量却仅为世界人均水平的14,所以生活供水如何能做到准确、安全、充足是个迫切需要解决的问题。

再者改革开放以来，我国在工业方面取得了卓著的成就，与世界上发达国家间的差距逐渐缩小。

显然科技上的开拓创新是工业蓬勃发展的核心力量，然而大家往往会忽视工业发展最重要的基础设施——给水工程。

工厂只要一断水，必将无法正常运作。

所以不论在日常生活还是生产中对于供水系统必须满足如下的基本要求：

能够随时供应充足的、水压平稳的、水质优良的生活和工农业用水。

就现在来说，给水系统作为城市重要的基础设施之一，由水泵从地下水管想城市自来水长补给，水塔、层顶水箱等作为基本储水设备给大部分的生活、工农业供水系统供水。

但控制准确度不高、能源消耗大、可靠性与抗干扰能力差等缺点都是以往传统的供水系统所不可避免的。

所以建立一个能够精确控制、可靠性高的供水系统显得日益重要。

可编程控制器（PLC）作为一种以微处理器为核心的装置，在自动化工业中有着应用广泛，PLC所具有的容易编程、可靠性高、方便维修等诸多优点，能完美的满足顺序逻辑控制应用的种种需要，所以PLC控制逐步取代传统的水位控制方式。

以往的供水系统在对容器里的水位进行自动控制时往往精准度不高，使水位总是不能控制在原本要求的位置，但采用PLC技术后很好的解决了传统供水系统里的那些问题，让水位准确的控制在要求位置。

本论文将向大家介绍“PLC基于水塔水位控制系统”的软件、硬件设计及相关内容，通过PLC控制技术与计算机技术的结合使水塔内的水位能够稳定的维持和精确的控制，同时实现更为高效的节能。

2可编程控制器

2.1可编程控制器的简介

可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，简称PLC），一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。

可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。

广泛应用于目前的工业控制领域。

在可编程逻辑控制器出现之前，一般要使用成百上千的继电器以及计数器才能组成具有相同功能的自动化系统，而现在，经过编程的简单的可编程逻辑控制器模块基本上已经代替了这些大型装置。

可编程逻辑控制器的系统程序一般在出厂前已经初始化完毕，用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不同的自动化生产要求。

最初的可编程逻辑控制器只有电路逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断的发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制，时序控制、模拟控制、多机通信等许多的功能，名称也改为可编程控制器（ProgrammableController），但是由于它的简写也是PC与个人电脑（PersonalComputer）的简写相冲突，也由于多年来的使用习惯，人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼，并在术语中仍沿用PLC这一缩写。

现在工业上使用可编程逻辑控制器已经相当接近于一台轻巧型电脑所构成，甚至已经出现整合个人电脑（采用嵌入式操作系统）与PLC架构的PC-BASE控制器，能透过数字或模拟输入输出模组控制机器设备、制造处理流程、及其它控制模组的电子系统。

PLC可接收（输入）及发送（输出）多种型态的电气或电子信号，并使用他们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。

[1]

2.2发展历史与展望

可编程控制器的兴起与美国现代工业自动化生产发展的要求密不可分的。

PLC源起于1960年代，当时美国通用汽车公司，为解决工厂生产线调整时，继电器顺序控制系统之电路修改耗时，平时检修与维护不易等问题。

在可编程逻辑控制器出现之前，汽车制造业中的一般控制、顺序控制以及安全互锁逻辑控制必须完全依靠众多的继电器、定时器以及专门的闭回路控制器