PLC液位升降控制系统课程设计.docx
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PLC液位升降控制系统课程设计
SchoolofInformationScienceandEngineering
信息科学与工程学院
2013-2014学年第一学期
PLC课程设计
课题名称：
液位控制升降系统设计
专业：
电气自动化技术
班级：
1102
姓名：
张立恒
学号：
*********
指导老师：
周红军
2013年11月
目录
一：
引言
二：
设计题目
三：
设计目的
四：
设计内容及要求
1.内容
2.要求
五：
设计资料
六：
课程设计正文
1.系统功能需求分析
2.程序流程图
3.PLC硬件模块选型
4.编辑符号表（输入输出地址的分配）
5.梯形图的编写
5.1编写OB1
5.2编写FC1
5.3编写FC2
5.4编写FC3
5.5编写FC4
5.6编写FC5
6.仿真调试
7.搭建硬件电路
七：
对程序调试过程中存在问题的思考
八：
课程设计小结
九：
参考资料
一：
引言
随着科技的发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。
PLC的一般特点：
抗干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。
PLC总的发展趋势是：
高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。
本水塔水位控制系统采用PLC为控制核心，具备开启和全部停止功能，这是一种PLC控制的自动调节控制系统。
应用此控制系统能显著提高劳动效率，减少劳动强度。
二：
设计题目
液位升降控制系统设计
三：
设计目的：
巩固《PLC技术》课程学过的知识，加强理论与实践的联系。
以西门子S7-300系列PLC为例，通过本课程设计，达到了解硬件设备，熟悉PLC系统设计流程，灵活运用基本指令和高级指令的目的。
四：
设计内容及要求：
1、内容：
根据设计资料中的控制要求，采用S7-300系列PLC来实现液位高度的自动控制。
2、要求
（1）提交课程设计报告书。
（2）课程设计报告的内容应包括以下几个部分：
1设计题目、设计要求以及系统功能需求分析；
2PLC硬件模块选型，搭建硬件电路；
3信号表，程序流程图、梯形图及程序注释；
4对程序调试过程中存在问题的思考（列出主要问题的出错现象、出错原因、解决方法及效果等）；
5课程设计小结。
包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识以及自己的建议等内容。
五：
设计资料：
某进出水系统由进水阀门、储水罐及出水阀门组成，储水罐储水高度为50cm。
水位升降分为手动控制和自动控制，通过选择开关进行选择。
1、手动控制
通过上升按钮、下降按钮和停止按钮控制水位高度
（1）上升过程：
按下上升按钮，进水阀开，水位以1cm/s开始上升，水位满时，进水阀门自动关闭；按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。
（2）下降过程：
按下下降按钮，出水阀开，水位以1cm/s开始下降，水位空时，出水阀门自动关闭；按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。
2、自动控制
通过启动按钮和停止按钮进行控制：
（1）按下启动按钮，进水阀开，水位以1cm/s开始上升；水位满时，进水阀门关，出水阀打开，水位以1cm/s开始下降，水位空，出水阀门关；然后进水阀重新打开，重复以上过程。
（2）按下停止按钮，阀门全部关闭，水位停止在当前位置。
3、报警
手动和自动过程中，当液位达到高、低报警设定值时，进行灯闪烁报警，闪烁频率位1s。
高、低报警设定值信号由拨码开关输入，液位值输出显示选用LED数码管。
六：
课程设计正文
1.系统功能需求分析
把程序五个个模块。
在主模块中实现手自动切换及循环扫描。
第一个模块实现手动控制液位升降，第二个模块实现自动液位升降，第三个模块实现报警，第四个模块实现报警闪烁功能，第五个模块实现液位的数码管显示。
由于液位以1cm/s速度上升或下降，液位高50cm，其中用时50s。
使用累加器，经计算调试累加值累加到5000用时50s，此时及可以实现液位以1cm/s的速度上升或下降。
报警设定值由拨码开关输入，然后经过转换，与当前液位相比较，从而实现报警功能。
闪烁报警的实现由方波电路完成。
液位值输出由LED数码管显示。
其中用到的输入输出接口有如下：
数字量输入：
手动上升按钮、手动下降按钮、停止按钮
自动启动按钮
手自动切换开关
数字量输出：
进水阀门、出水阀门、高报警信号、低报警信号、数码管液位显示
2.程序流程图
3.PLC硬件模块选型
新建项目插入300站
硬件组态
4.编辑符号表（输入输出地址的分配）
5.梯形图的编写
5.1在OB1中建立子程序
5.2编写FC1--手动控制模块
5.3编写FC2--自动控制模块
5.4编写FC3--报警实现模块
5.5编写FC4--报警闪烁模块
5.6编写FC5--液位输出数码管显示模块
6.仿真调试
7.搭建硬件电路
拨码开关与PLCI/0的连接
七：
对程序调试过程中存在问题的思考
由于开始只是大体估计了一下程序所用到的I/O点数，应该不会超过32个I/O，故硬件组态时选用的一个16位输入和一个16位输出共两个模块。
但是后来做到拨码开关输入高低限报警值时，经过查资料发现数字量输入点数不足了（拨码开关输入也可以采用分组输入法或矩阵输入法，以提高PLC输入点的利用率，但是由于能力有限暂时做不到，只好放弃这种方式）。
经过考虑，又从新硬件组态了一下，又添加了一个16点的数字量输入模块，用于拨码开关输入数据。
调试过程中发现好多程序并不是按自己想的方式运行的，比如停止按钮不能自锁，按下放开后液位仍然在变化，经过多次尝试和思考，添加了一个临时线圈用于实现停止按钮的自锁。
八：
课程设计小结
这是第一次做课程设计，没有什么经验，然后在网络上搜索课程设计的模版，借鉴别人是如何写的，然后自己再做。
刚拿到题目的时候，发现有的功能自己一点思路没有，比如拨码开关，怎么输入的都不清楚，于是通过网络或书籍等方面的查找搜索，逐渐的了解，然后慢慢的能灵活应用。
总的来这次课程设计说过程很充实。
不过我也发现了自己的不足，发现了自己还有好多不会甚至不知道的，比如液位的升降的时候，实现有趋势的升降，而不是每次开始液位都是上升，可是能力时间有限最终还是没有实现。
通过这次课程设计，我也进步了不少，不过更多的是发现了自己的不足，以及以后能更有方向的去继续学习。
九：
参考资料
[1]《西门子S7-300PLC应用教程》
[2]《电气控制与PLC原理应用》
[3]《PLC基础与应用》
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