基于三菱PLC的高层楼宇水箱水位控制系统的设计Word下载.docx

1、Along with the advance of the new era, peoples life and industrial production involves water level control problem, andmany other areas, such as living water supply, food processing, beverage production line, the solution processing, chemical processing, such as a variety of industry process, often

2、need to use the filling water tank and tank, water tank and reservoir water level also needs to maintain the appropriate height, neither too overflow to wasteful, also cannot too little cant meet the demand.In order to solve because human causes of water level control accuracy is lower, the control

3、speed is slow, the problems of low efficiency of the sensitivity of control, can be added in the industrial process automation control programmable controller to control the water level, with the continuous development of PLC technology, PLC, water level control system is becoming more and more accu

4、rate and automation, the operator can be combined with the actual demand, adjust the relevant parameters, to improve efficiency and reduce the error of control system, can make our production more convenient, safer, more intelligent, the system is a water tank water level control system based on PLC

5、 of high- rise buildings, It can realize the automatic water filling system that can automatically control the insufficient and full water level and the control system that can automatically alarm the water level failure. Therefore, the research on PLC water level control system can be more efficien

6、t andintelligent based on the future.Keywords:Tall building wate1绪论1.1 课题研究意义众人周知，水在我们人类生活中是必不可少的物质，在当今时代下，节约用水已经是时代的特征，目前世界上有很多国家的水资源十分短缺，一旦断了水资源，轻则会给我们正常生活带来很多不便，重则会给一些企业带来严重的影响， 长期以来，在工业供水，高层建筑供水，还有小区供水等方面技术都有一点落后， 其中包含自动化的程度较低。在我国随着社会的发展，在我国其实很早就已经实现了自动控制操作。而且在我国水位的控制系统也在各个生产领域使用的登峰造极，特别是在楼宇水箱液位

7、的控制，还有就是水箱和蓄水池的水位控制。并且，还在黄河，三峡等治水中也用着充分的利用。通过水位控制系统能精准并且快速的检测到黄河和三峡的水位的高低，并且迅速的警告操作人员完成相应的操作，以免水位过高而带来钱财损失和未知危险。所以需要解决这些包括由于人工控制所带来的控制精度不准确，控制的灵敏度不高，还有控制的速度非常慢等一系列难以突破的问题，对此我们国家就引入了工业生产中的自动化控制，并且在工业生产自动化众多控制中，一个最重中之重的参数就是水位的自动化控制，系统的水位的精准度和稳定度，直接影响和决定了楼层居民正常用水的安全保障，水源的有力利用，生产效率的有效提高， 还有能源的也拥有合理的使用等许

8、多类似的问题，因此水位的高度是工业生产过程中最重要的一个参数，尤其是在动态的条件下，使用合理的情况下对水位进行控制，测量都能收到很好的使用效果。1.2 水位控制的发展和趋势在本世纪 50 年代左右，工业生产的控制中大多还是人工进行操作的方式， 当时主要还是依靠工人之间的经验来控制工业生产的过程，人们通一个固定的水位开关来控制水位，当水位达到一定高度是，工人们自动闭合或断开以控制水位。所以当时的生产效率和质量其实都是非常低。在 50 年代之后，工业的生产控制发展开始变得很快，特别是早期，过程控制技术发展突然变得很急速，观察过程控制的发展历史，水位控制大致经历的以下几个阶段的变化。60 年代前后，

9、水位控制开始得到了发展，首先一些大型工厂的企业开始使用仪表化，和局部自动化来测量水位的高低，这是水位自动化发展的第一阶段，这个阶段的最主要特点就是：用于测量和检测水位的仪表普遍都是基地式仪表，由于结构简单，不需要变送器，使用维护方便、防爆。由于安装在现场，因而测量和输出的管线很短。基地式仪表减少了气动仪表传送带滞后的缺点，而后使用是组合仪表，他们的控制结构大多都是单一的输出和输入系统；控制的对象主要是水位，水压力，温度，而且控制的主要目的就是保证这些参数有效的稳点。70 年代左右，由于工业控制开始了迅速发展，水位控制开始了第二阶段，主要是在仪表的使用方面，更替很多组合式仪表并且开始大量采用单元

10、组合的仪表，它能更稳点的测量出水位的高度参数，满足了当时灵活和多功能等多种要求。80 年代以后，微型计算机的开发与应用，使用微型计算机可以进行仪表和硬件的开发，使得工业生产开始进入自动化的发展。可以使用一台或多台微型计算机对工厂的水位高度进行集中控制，生产效率得到了有效的提高，这是水位发展的第三阶段。如今，由于工业控制的要求愈来愈高，以前的一些自动化控制已经不能够满足现在的要求，所以需要用新型技术来弥补这个漏洞，正因如此我国开始引用可编程控制器，借助可编程控制器的优点，使得水位控制更加精准，有效，并且高效。现在我国还有很著名的 PLC 生产的企业，可见水位控制的研究在我国将还还会有加辽阔无比的

11、天地。1.3 本论文章节安排本课题主要研究了基于 PLC 的高层楼宇水箱水位控制系统。对水位控制的要求是多方面的，最后可以总结为三项条件：精准性，稳定性还有安全性。精准性主要在于水位的管控，不能过多产生浪费，也不能过少达不到所需要的要求，稳定性主要在于控制系统的稳定，安全性是在整个控制过程中，确保人身和设备的安全的，需要有警报系统进行提示，这也是最重要的条件。我们通过与 PLC 相结合，可以模拟出水位控制的工作原理和方法，对于认识控制系统有较好的意义和指导作用。本次设计分为以下五章来具体说明。一、绪论。介绍了水位控制系统研究的意义。二、可编程逻辑控制器（PLC）的基本组成及应用。主要介绍PLC

12、 的优点还有模块。三、水位控制系统的硬件设计。本章节主要介绍水位控制系统所需要的硬件，还有选择一下 PLC 的型号以及 PLC 模块的选择，章节的最后完成 I/0 分配表还有系统的外部接线图。四、水位控制系统的软件设计。本章节主要是说明控制系统的逻辑关系并在此之上根据控制要求设计出完整且周密的梯形图也是本次设计的核心。五、水位控制系统的仿真调试，主要是根据编写好的梯形图进行仿真调试， 实现系统的设计需求。六、结束语。说说本次设计的对我个人的提升，还有一些不足。2系统方案的设计2.1 系统设计要求设计一种基于 PLC 的高层楼层水箱水位自动控制系统，当水位低于预设值数值时，水箱会自动加水并发出警

13、报，当蓄水池的水位达到水位预设值时，水箱停止加水并停止警报。此次系统设计的是一个水箱水位自动控制系统，结构是双水箱控制，分为上水箱和下水箱，双水箱，其中液位变送器检测当前的液位，液位变送器把采集到的数值传递到 A/D 模块，然后 A/D 模块再反馈数值给 PLC，PLC 根据捕捉到的数值进行判断比较，以此来调节水箱液位的供水速度。系统有进水阀门控制进水，出水阀门控制出水，水箱的水位由供水泵进行供水控制，供水泵由变频器调节速度，调节模式为 D/A 频率调节，变频器速度调节为 0-10V 电压输出，根据上水箱的液位采集情况进行自动调节。系统具有两个工作模式，1 是自动工作模式，2 是手动工作模式，

14、当处在手动工作模式时，那么系统进行手动调试操作，可以点动控制供水泵，进水阀， 出水阀，当系统处在自动模式时，则按照设计好的程序逻辑自动控制。系统在运行时，有对应的指示灯接通，表示系统当前处在的状态。系统具有报警监控模式，对系统水箱的液位进行实时参数采集，超出最低限位，最高限位，那么会进行报警控制，系统对供水泵电机也进行状态采集，如果电机故障，那么系统进行报警并且停机处理。2.2 系统结构示意图图 2.1 液位控制系统结构示意图如上图 2.1 所示为此次液位控制系统的结构示意图，系统主要是由变频器， 水泵电机，上水箱，下水箱，调节阀，液位传感器组成，控制器采集当前的液位数据，根据液位的变化和当前设定的液位数值进行判断比较，以此来驱动变频器， 再由变频器控制水泵电机，从而实现液位的稳定控制。2.3 系统控制器的选择2.3.1 单片机控制器的选择设计一个合适的、便捷的控制系统涉及到多方面的知识。衡量一个控制系统是否合适，不仅要看控制功能是否能够实现，还要同时兼顾系统运行的可靠性， 采用元器件是否便宜耐用，安装是否