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》