水塔水位控制系统PLC设计.docx
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水塔水位控制系统PLC设计
堆水位挖制
水塔水位控制系统PLC设计
1、水塔水位控制系统PLC硬件设计
1.1、水塔水位控制系统设计要求
水塔水位控制装置如图1-1所示
51---表示水塔的水位上限，
1I
52---表示水塔的水位下限，
53---表示水池水位上限，
54---表示水池水位下限，
M1为抽水电机，Y为水阀。
图1-1水塔水位控制装置
水塔水位的工作方式：
当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON水阀丫打开（丫为ON,开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF，则系统发出报警（阀丫指示灯闪烁），表示阀丫没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF表示水位
高于下限水位。
当水位液面高于上限水位，则S3为ON阀丫关闭（丫为OFF。
当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2
为ON,电机M开始工作，向水塔供水，当S2为OFF时，表示水塔水位高于水塔下限水位。
当水塔液面高于水塔上限水位时（水塔上限水位开关S1为OFF，
电机M停止。
（注：
当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动
1.2水塔水位控制系统主电路
水塔水位控制系统主电路如图1-2所示：
1.3、I/O接口分配
水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示
表1-1水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表
\
符号地址
绝对地址
数据类型
说明
1
S1
I0.1
BOOL
水塔上限水位
2
S2
I0.2
BOOL
水塔下限水位
3
S3
I0.3
BOOL
水池上限水位
4
S4
I0.4
BOOL
水池下限水位
5
START
I0.0
BOOL
控制开关
6
Y
Q0.1
BOOL
水阀
7
M1
Q0.2
BOOL
抽水电机1
8
Q0.3
BOOL
水池下限指示灯
9
Q0.4
BOOL
水池上限指示灯
10
Q0.5
BOOL
水塔下限指示灯
11
Q0.6
BOOL
水塔上限指示灯
12
Q0.7
BOOL
报警指示灯
1.4、水塔水位控制系统的I/O接线图
这是一个单体控制小系统，没有特殊的控制要求，它有5个开关量，开关量输出触点数有8个，输入、输出触点数共有13个，只需选用一般中小型控制器即可。
据此，可以对输入、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统的I/O接线
图如图1-3所示。
Q0.7
Ye」
1M
~220V
图1-3水塔水位控制系统的I/O接线图
2、水塔水位控制系统PLC软件设计
2.1程序流程图
水塔水位控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，控制流程图如图2-1
所示。
图2-1水塔水位控制系统的PLC控制流程图
2.2梯形图程序设计及工作过程分析
梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理电路图非常相似，但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令，它比较直观、形象，对于那
些熟悉继电器一接触器控制系统的人来说，易被接受。
继电器梯形图多半适用于
比较简单的控制功能的编程，绝大多数PLC用户都首选使用梯形图编程。
梯形图编程的一般规则有：
（1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。
每一个逻辑行起始于左母线然后是触点的各种连接，最后是线圈或线圈与右母线相连，整个图形呈阶梯形。
梯形图所使用的元件编号地址必须在所使用PLC的有效范围内。
（2）梯形图是PLC形象化的编程方式，其左右两侧母线并不接任何电源，
因而图中各支路也没有真实的电流流过。
但为了读图方便，常用“有电流”、“得
电”等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件，它仅仅是概念上
虚拟的“电流”，而且认为它只能由左向右单方向流；层次的改变也只能自上而下。
（3）梯形图中的继电器实质上是变量存储器中的位触发器，相应某位触发器为“1态”，表示该继电器线圈通电，其动合触点闭合，动断触点打开，反之为“0态”。
梯形图中继电器的线圈又是广义的，除了输出继电器、内部继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及各种比较、运算的结果。
（4）梯形图中信息流程从左到右，继电器线圈应与右母线直接相连，线圈的右边不能有触点，而左边必须有触点。
（5）继电器线圈在一个程序中不能重复使用：
而继电器的触点，编程中可以重复使用，且使用次数不受限制。
（6）PLC在解算用户逻辑时，是按照梯形图由上而下、从左到右的先后顺
序逐步进行的，即按扫描方式顺序执行程序，不存在几条并列支路同时动作，这在设计梯形图时，可以减少许多有约束关系的联锁电路，从而使电路设计大大简化。
所以，由梯形图编写指令程序时，应遵循自上而下、从左到右的顺序，梯形图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。
当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。
这种分时操作的过程称为CPU寸程序的扫描。
扫描从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序逐条执行用
户程序，直到程序结束。
每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始。
根据控制要求，设计的梯形图程序如图2-2所示。
2.2.1水塔水位控制系统梯形图
10.010,4Q0,1
HI——II0I
HI—
S5T#4S-
S_ODT
SQ-
TVBI-
RBCD-
Q0.4
PI0.3
10.2Q0*5
dI（JI
设水塔、水池初始状态都为空着的，4个液位指示灯全亮。
当执行程序时，
扫描到水池为液位低于水池下限液位时，电磁阀打开，开始往水池里进水，如果
进水超过4秒，而水池液位没有超过水池下限位，说明系统出现故障，系统就会
自动报警。
若4秒之后水池液位按预定的超过水池下限位，说明系统在正常的工作，水池下限位的指示灯灭，此时，水池的液位已经超过了下限位了，系统检测到此信号时，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵开始工作，向水塔供水，当水池的液位超过水池上限液位时，水池上限指示灯灭，电磁阀就关闭，但是水塔现在还没有装满，可此时水塔液位已经超过水塔下限水位，则水塔下限指示灯灭，水泵继续工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽满时，水塔液位超过水塔上限，水塔上限指示灯灭，但刚刚给水塔供水的时候，水泵已经把水池的水抽走了，此时水塔液位已经低于水池上限，水池上限指示灯亮。
此次给水塔供水完成。
223、梯形图对应的指令表
程序段1:
At
0
I
0*0
0
Q
0*1
）
A
I
0,4
—
Q
0.1
程序段2:
0.1
pppP
SDNONONO1IO
1.
程序段
3：
A
I
0,4
二
Q
0.3
程序段
4：
A
T
1
A
I
0.4
—
L
20*0
A
L
20.0
AN
T
2
—
Q
（L7
A
L
20.0
AN
T
3
0
u
LS5T#2S
程序段5：
A
T
2
L
S5T#2S
SD
T
3
NOP
0
NOP
Q
NOP
0
NOP
0
程序段6:
A
I
0*3
—
Q
0.4
程序段7:
A（
0
I
62
0
Q
0.2
）
AN
I
0.4
二
Q
0.2
程序段8:
A
I
0.2
二
Q
0.5
程序段9:
A
I
Q
0.1
0,6
224程序仿真
I0+0
10.4
QO.1
<}
T1
QO*1
1|
f
1I
S5T*4s
S5T#4S-
TV
BI
-...
….—
E
BCD
SGTtOfta
T3
T2
1I
:
S-
1
ODT:
Q?
1L
i3
1
S5Tt2s■
351#23-：
7¥
1
1
EI:
—■♦■
i
I
..--;R
；S5T«980bs
BCD:
-...
IO.3QO*4
HI（）-
QO・2
IO.210,4
QO.2
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教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。
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