水塔水位PLC自动控制系统
PLC控制水塔水位
PLC控制水塔液位及温度控制程序设计
一：设计目的：
1、用PLC构成水塔液位和温度的自动控制系统。
2、了解PLC在实际生活中的应用。
二：控制要求：
（1）闭合水池低液位开关，驱动电磁阀打开，开始进水同时进行加热和搅拌，使水受热均匀，当水位到达水池高液位时，停止加水，但还可以加热，直到加热到温度为20度到30度之间为止，同时驱动蜂鸣器发出声音提醒。
（2）在蜂鸣器提醒的期间可以打开水塔低液位开关，启动抽水电机向水塔抽水并同时停止加热和搅拌。
直到到达水塔的高液位停止抽水。
三：设计参考：
1、输入：
2、输出：
X1 水塔高液位控制开关S1 Y0 电磁阀
X2 水塔低液位控制开关S2 Y1 抽水电动机
X3 水池高液位控制开关S3 Y2 加热器
X4 水池低液位控制开关S4 Y3 搅拌器
C5 温度传感器S5 Y4 蜂鸣器
四：设计流程图为：
五：水塔控制示意图：
六：硬件连接图如下：
七：由以上的分析可得梯形图如下：
八：从上梯形图可以看出，闭合X4后，一直进行加水并加热，直到水池充满，当热量到达20到30度之间蜂鸣器开始提醒，这之间可以打开水塔的低液位的开关，此时抽水机工作，关闭加热和搅拌，直到到达水塔高液位，整个系统停止工作。
水塔水位plc自动控制
水塔水位plc自动控制用plc控制水位的自动控制原理水塔水位自动控制一、实验目的用PLC 构成水塔水位自动控制系统二、实验设备1）Dais-__ 可编程控制模拟实验仪2）计算机3）连接导线一套三、实验内容1、控制要求：当水塔水位低于水位界（S4 为ON 表示）时，电磁阀Y 打开，于是进水（S4 为OFF 表示水池水位高于水池低水界），当水池水位高于水池低水界（S3 为ON 表示），电磁阀Y 关闭。
1）I/O 分配表：输入输出SB4：X2 L2：Y1SB3：X32）输入下图的梯形图。
3）调试并运行程序，观察结果。
2、控制要求：当水池水位低于SB4 所指示的位置时，启动SB4 按钮，L2 所指示的电机工作，水池进水。
当水池水位达到SB3 所指示的位置时，启动SB3 按钮，使L2 所指示的电机关闭，停止进水；当水塔水位低于SB2 所指示的位置时，启动SB2 按钮，L1 所指示的电机工作，开始水塔进水。
当水塔水位达到SB1 所指示的位置时，启动SB1 按钮，使L1 所指示的电机停止工作。
1）I/O 分配表：输入输出SB1：X0 L1：Y0SB2：X1 L2：Y1SB3：X2SB4：X32）输入下图的梯形图。
用plc控制水位的自动控制原理3）调试并运行程序，观察结果。
四、编程练习1）当水池水位低于水位界时（S4 为ON），电磁阀Y 打开进水（S4 为OFF 表示水池水位高于水池低水界）。
当水位高于水池高水位界（S3 为ON 表示），阀门关闭。
当S4 为OFF 时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2 为ON，电动机M 运转，开始抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时，电动机M 停止。
根据上述控制要求编制水塔水位自动控制程序，并上机调试运行。
2）当水池水位低于水位界时（S4 为ON 表示），电磁阀Y 打开进水（Y 为ON）定时器开始定时，2S 以后，如果S4 还不为OFF，那么阀Y 指示灯闪烁，表示阀Y 没有进水，出现故障，S3 为ON 后，阀Y 关闭（Y 为OFF）。
PLC水塔水位自动控制
根据实际运行情况，对控制算法 的参数进行优化，提高系统的响 应速度和稳定性。
建立故障诊断机制，快速定位并 排除系统故障，确保水塔水位控 制的可靠性。
04
水塔水位自动控制系统 的实际应用与效果分析
水塔水位自动控制系统的实际应用
实时监测
水塔水位自动控制系统能够实时监测水塔的水位，并将数 据传输到PLC控制器。
01
自动控制
根据预设的水位阈值，系统能够自动控 制水泵的启动和停止，以保持水位的稳 定。
02
03
数据记录与分析
系统能够记录水位数据，并生成报表， 方便用户对水位情况进行统计分析。
水塔水位自动控制系统的效果分析
节能降耗
01
通过自动控制水泵的启停，避免了人工操作的延误和浪费，降
低了能耗。
提高供水稳定性
plc水塔水位自动控制
目录
• 水塔水位控制系统的概述 • PLC在水塔水位控制系统中的应用 • 水塔水位自动控制系统的设计 • 水塔水位自动控制系统的实际应用与效果分析 • 结论
01
水塔水位控制系统的概 述
水塔水位控制的意义
保证供水稳定
水塔作为供水系统的重要环节，保持水位在合理 范围内对于保证供水稳定至关重要。
执行机构
根据PLC控制器的输出信号，执行相应的动 作，如调节阀门的开度或水泵的运行状态。
水塔水位控制系统的基本原理
采集水位数据
通过水位传感器实时监测水塔内的水 位数据。
计算控制信号
执行控制动作
执行机构根据PLC控制器的输出信号， 执行相应的控制动作，调节水流量或 水泵的运行状态，以保持水塔水位的 稳定。
02
系统能够实时监测水位，避免了因水位过高或过低对供水系统
《PLC》水塔水位的模拟控制实验
《PLC》水塔水位的模拟控制实验一、实验目的1.学会用PLC构成水塔水位的自动控制系统2.熟练掌握PLC编程软件的编程方法和应用二、实验设备三、面板图1四、控制要求当水池水位低于水池低水位界（SB4为ON表示），阀L2打开进水（L2为ON）定时器开始定时，4秒后，如果SB4还不为OFF，那么阀L2指示灯闪烁，表示阀L2没有进水，出现故障，SB3为ON后，阀L2关闭（L2为OFF）。
当SB4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时SB2为ON，电机L1运转抽水。
当水塔水位高于水塔水位界时电机L1停止。
五、端口分配表2六、操作步骤1、按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，将PLC的DI 输入端中的1M、2M公共端接到公共端的M端，将PLC的DO输出端中的1L、2L、3L公共端接到公共端的L+端,实验挂箱的COM端接到公共端的M端。
+24V接到公共端的L+端，认真检查，确保正确无误。
2、打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
3、按下按钮SB4为ON后，阀L2打开进水（L2为ON）。
定时器开始定时，4秒后，如果SB4还不为OFF，那么阀L2指示灯闪烁，表示阀L2没有进水，出现故障。
4、按下按钮SB3为ON后，阀L2关闭（L2为OFF）。
5、松开按钮SB4（SB4为OFF)时，按下SB2（SB2为ON）即水塔水位低于水塔低水位界时，电机L1运转抽水。
6、按下按钮L1电机L1停止。
七、实验总结1.了解并掌握水塔水位模拟控制的的工作原理。
2.能熟练运用编制和调试PLC程序的方法3。
PLC水塔水位控制系统
安康学院可编程逻辑控制PLC设计报告书课题名称：水塔水位自动控制系统姓名：学号：院系：专业：指导教师：时间：设计项目成绩评定表设计报告书目录一、设计目的 (1)二、设计思路 (1)三、设计过程 (1)3.1、系统论证 (1)3.2、模块设计 (3)四、系统结果 (5)五、课程设计体会与建议 (6)5.1、设计体会 (6)5.2、设计建议 (6)六、参考文献 (6)一、设计目的1、了解PLC实验箱结构及其接线方法。
2、利用PLC构成水塔水位自动控制系统。
3、了解自动控制原理在日常生活中的应用4、熟悉水塔自动控制系统的设计与制作。
二、设计思路1、按水塔水位的控制要求，设计PLC外部电路；2、连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；3、输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；4、运行用户程序，观察程序运行结果。
三、设计过程水塔水位控制系统是我国住宅小区、工厂企业广泛应用的供水系统。
为了达到节能的目的,提高供水系统的质量,考虑采用可编程控制器(PLC)、继电器、传感器技术和数据采集,设计一套实用水位控制方案,使系统实现自动控制,以提高控制精度、可靠性和供水质量。
并通过模拟仿真来验证程序编写的正确性。
3.1、系统方案其工作原理为：按下启动按钮，当水槽水位低于下限，补水阀答开。
高于上限时，补水阀关闭，同时，当水塔水位低于下限时，并且水槽水位高于下限时，抽水泵打开，当水塔水位高于上限时，抽水泵关闭。
水塔自动控制总体方框图如图1所示：图1 总体控制方框图3.2、模块设计水塔水位模拟图如图2所示：图2 水塔水位模拟图该电路完成两个功能：一是为水池补水；二是为水塔注水。
I/O分配表如表1所示：表1 I/O分配表输入继电器输入变量名输出继电器输出变量名X0 控制开关Y0 电磁阀X1 水塔上限液位开关Y1 电动机MX2 水塔下限液位开关X3 水池下限液位开关X4 水池上限液位开关工作过程：1）初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF）。
水塔水位PLC自动控制系统
摘要随着科技的发展，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。
目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。
利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。
后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。
因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。
本课题设计和实现了一种采用可编程序控制器为主控制机的供水控制系统。
该控制系统是一种PLC控制的自动调节控制系统，在传统水塔供水的基础上，采用PLC为控制核心、变频器等器件组成，利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示，同时具备开启和全部停止功能，能够实现水塔水位的供水，应用此控制系统能显著提高劳动效率，减少劳动强度。
[关键词] 水位控制、PLC fx2n 自动控制目录摘要1第一章绪论 (3)1.1概述 (3)1.2可编程序控制器(PLC)简介 (3)1.3PLC工作原理 (3)1.4PLC特点 (4)1.5PLC选择 (5)第二章水塔水位系统PLC硬件设计 (6)2.1水塔水位控系统构成及其控制要求 (6)2.1.1水塔水位系统控制装置图 (6)2.1.2 水塔水位系统的输入/输出设备 (6)2.2水塔水位系统电机控制电路的设计 (7)2.3水塔水位系统水位传感器的选择 (8)2.4水塔水位系统PLC的输入/输出分配 (10)2.4.1水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分配表 (10)2.4.2水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口接线图 (11)2.5水塔水位系统的元件器件 (12)第三章水塔水位控制系统PLC软件设计 (13)3.1工作过程 (13)3.2程序流程图 (14)3.3梯形图 (15)第四章总结 (16)参考文献 (17)第一章绪论1.1 概述在工业生产中，电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。
水塔水位PLC自动控制系统
目录1概论 ................................... 错误!未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介................ 错误!未定义书签。
1.2 PLC的工作原理..................... 错误!未定义书签。
1.3 PLC的特点 ........................ 错误!未定义书签。
1.4 PLC的选择 ........................ 错误!未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计........... 错误!未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计........... 错误!未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求........... 错误!未定义书签。
3.2 水塔水位控制系统主电路............ 错误!未定义书签。
3.3 水泵电机的选择.................... 错误!未定义书签。
3.4 水位传感器的选择.................. 错误!未定义书签。
3.5 PLC I/O接口分配................... 错误!未定义书签。
3.6 PLC控制电路原理图................ 错误!未定义书签。
4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计....... 错误!未定义书签。
4.1 程序流程图........................ 错误!未定义书签。
4.2 梯形图程序........................ 错误!未定义书签。
4.3 指令表............................ 错误!未定义书签。
总结................................. 错误!未定义书签。
参考文献................................. 错误!未定义书签。
1概论我国的水工业科技发展较快，与国际先进水平的差距正在不断缩小，水工业科技体系已初步形成，拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。
项目二PLC的基本逻辑指令应用任务四水塔水位控制
（1）边沿触发指令EU、ED均无操作数，且可以 无限次地使用。
（2）EU/ED常用于启动或关断条件的判断，以 及配合功能指令完成逻辑控制任务。
项目二 PLC基本指令应用
边沿触发指令应用举例
(a) 梯形图
I0.1 Q0.1 1个扫描周期 Q0.2
（c）波形图
任务四 水塔水位的控制 网络1 LD I0.1 EU = Q0.1 网络2 LD I0.1 ED = Q0.2 (b) 语句表
三、任务实施
四、知识拓展
立即指令，特殊标志寄存器
SM
项目二 PLC基本指令应用
任务四 水塔水位的控制
一、任务导入与分析
图2-28水塔水位控制示意图
按下初始启动按钮SB0，进水阀Y 开启，系统给水池中注水，10S后M启 动抽水给水塔。每当水池水位到达高位 （S3液面传感器为ON）时，进水阀Y 关闭，水塔水位到达高位（S1液面传 感器为ON）时，电机M停止；每当水 池水位低于低位（S4液面传感器为 OFF）时，进水阀Y开启，水塔水位低 于低位（S2液面传感器为OFF）时， 电机M启动。 用PLC实现对水塔水位 的控制。
项目二 PLC基本指令应用
任务四 水塔水位的控制
（2）立即输出指令 ＝I
该指令将栈顶值立即复制到指令所指定的物理输
出点，同时刷新输出映像寄存器的内容。立即输出指 令操作数只能是输出映像寄存器。立即输出指令比一 般指令占用 CPU 的时间长，故不要盲目地多用该类 指令。
bit
bit
bit
I
=I bit (a) 立即输出指令
立即指令是为了提高PLC对输入/输出的响应 速度而设置的，它不受PLC循环扫描工作方式的影 响，允许对输入/输出点进行快速直接存取。
水塔水位PLC自动控制系统程序
高速
Y015 低速输出 口
* （5）故障指示部分 T0 X005 74 用于报警 主系统停 止键
M107 进水阀故 障标志
M107
进水阀故 障标志
M107 78
进水阀故 障标志
T1 T2ຫໍສະໝຸດ K5T2 83 T1K5
Y005 水泵故障 指示灯
T3 88
X005
主系统停 止键
M106 水泵故障 标志
水塔水位PLC自动控制系统（应电2班）
Y001 水泵输出
M201
M205 M203 低速
手动水塔 高速 注水
K20 T6 T6 X007
水塔降速 位
M205 高速
M205
高速
X007
水塔降速 位
M204 低速
M203
低速
Y016 DI速输出 口
M204
低速
X002 T3
水塔下限 位
K50
水塔水位PLC自动控制系统（应电2班）
M101
M101
X003
水池上限 位
M102 水池自动 注水
M102
水池自动 注水
X004
水池下限 位
K30 T0 用于报警
X002
水塔下限 位
M103 水塔缺水 标志位
M103
X001
X004 M104 自动注水 （水塔）
水塔缺水 水塔上限 水池下限 标志位 位 位
M104
自动注水 （水塔）
X011
* （1）主电源控制 X000 X005 M107 M106 0 主控制系 主系统停 进水阀故 水泵故障 统启动键 止键 障标志 标志
水塔水位PLC自动控制系统（应电2班）
PLC-水塔水位自动控制-
（2）常数
在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字， 在机器内部旳数据都以二进制存储，但常数旳书写能够用二进制、 十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。几种 常数形式分别如表3.9所示。
CPU旳存储区
1. 输入映像寄存器（I）（I0.0~I15.7），每个扫描周期采样。 2．输出映像寄存器（Q）（Q0.0~Q15.7），每个扫描周期末尾 3. 变量存储器（V） 4.位存储器（M）区（M0.0~M31.7） 5.定时器（T）存储器区 6.计数器（C）存储器区 7.高速计数器（HC） 8.累加器（AC） 9. 特殊存储器（SM）标志位 如SM0.0，SM0.1，SM0.4，SM0.5
CPU旳存储区
10.局部存储器（L）区 11.模拟量输入映像寄存器（AI） 12.模拟量输出映像寄存器（AQ） 13.顺序控制继电器（S）
三、寻址方式
1. 直接寻址方式
按位寻址 存储区内另有某些元件是具有一定功能
旳硬件，因为元件数量极少，所以不用 指出元件所在存储区域旳字节，而是直 接指出它旳编号。 按字节、字或双字寻址
返回本节
PLC编程语言旳国际原则
1.顺序功能图 2.梯形图 3.功能块图 4.语句表 5. 其他编程语言
图3.4 顺序流程图
1. 顺序功能图
T0 S1
T1 S2
S T2 S3
S
T3 T8
S8 S
T9
2. 梯形图（LAD）
图3.2 梯形图举例
3. 功能块图（FBD）
功能块图（FBD）旳图形构造与数字电子电路旳构 造极为相同，如下图3.3所示。
必须指定存储器标识符、字节地址和位号，如 图3.8 所示。图3.8中MSB表达最高位，LSB表
任务二 水塔水位的PLC控制
低速定时器
OUT T
低速累计定时器 OUT ST
0.1～3276.7
ENO:=OUT_T(EN,C oil,Value);
普通定时器 累计定时器
OUTH T OUTH ST
0.01～327.67
高速定时器
OUTHS T
高速累计定时器 OUTHS ST
0.001～32.767
ENO:=OUTH(EN,Co il,Value);
11
项目一 任务二 水塔水位的PLC控制
FX5UPLC定 时器的分类
通用定时器 累计定时器
低速定时器
普通定时器
高速定时器
低速累计定 时器
普通累计定 时器
高速累计定 时器
12
项目一 任务二 水塔水位的PLC控制
表1-14 定时器输出指令使用要素
名称
助记符 定时范围（s）
梯形图表示
FBD/LD表示
ST表示
编号
功能描述
SM400 SM401 SM402
SM0 SM52 SM409 SM410 SM412 SM471030
SM8000 SM8001 SM8002 SM8004 SM8005 SM8011 SM8012 SM801231 SM8-022 SM801249 SM802304
运行监视，PLC运行时为ON 运行监视，PLC运行时为OFF 初始化脉冲，仅在PLC运行开始时ON一个扫描周期 发生出错，OFF：无出错，ON：有出错 PLC内置电池电压过低时为ON 10ms时钟脉冲，通、断各5ms 100ms时钟脉冲，通、断各50ms 1借s位时标钟志脉位冲：，减通、运断算各结0果.5为s 零时置位 2进s时位钟标脉志冲位，：通加、运断算各有1进s 位或结果溢出时置位 1指mi令n时执钟行脉完冲成，标通志、位断：各执3行0s完成为ON 零为标ON志时位禁：止加全减部运输算出结果为零时置位
水塔水位控制模拟plc实验报告
水塔水位控制模拟plc实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用PLC进行水塔水位控制模拟，提高学生对于PLC控制系统的理解和应用能力。
二、实验原理1. 水塔水位控制模拟：本实验中，通过使用PLC对水泵进行控制，以达到对于水塔内部水位的控制。
当水塔内部水位过低时，PLC会向电磁阀发送信号，打开电磁阀并启动水泵；当水塔内部水位过高时，PLC会向电磁阀发送信号，关闭电磁阀并停止水泵。
2. PLC控制系统：PLC是一种可编程逻辑控制器，其主要功能是对于各种工业自动化设备进行逻辑运算和数据处理。
PLC由输入输出模块、中央处理器、存储器等组成，并且可以通过编程来实现对于各种设备的控制。
三、实验器材1. PLC：S7-200；2. 电磁阀：24V DC；3. 水泵：220V AC；4. 传感器：浮球开关；5. 电源：220V AC。
四、实验步骤1. 连接电路：将浮球开关连接至输入模块中，并将电磁阀和水泵连接至输出模块中。
2. 编写PLC程序：根据实验要求，编写PLC程序，实现对于水塔内部水位的控制。
具体程序如下：(1) 定义输入输出口：I0.0：浮球开关；Q0.0：电磁阀；Q0.1：水泵。
(2) 编写主程序：当浮球开关状态为1时，即水塔内部水位过低时，PLC向电磁阀发送信号打开，并启动水泵；当浮球开关状态为0时，即水塔内部水位过高时，PLC向电磁阀发送信号关闭，并停止水泵。
3. 上传程序至PLC：使用STEP 7-Micro/WIN软件将编写好的程序上传至PLC中。
4. 进行实验验证：对于实验进行验证，在不同的水位情况下观察电磁阀和水泵的运行情况，并记录数据进行分析。
五、实验结果通过本次实验，成功地使用PLC对于水塔内部的水位进行了控制，并且在不同的情况下进行了验证。
通过观察数据可以得出结论，在不同的情况下，PLC都能够准确地控制电磁阀和水泵的运行，并且达到了预期的效果。
六、实验总结通过本次实验，我们对于PLC控制系统的原理和应用有了更深入的了解，同时也提高了我们的实践能力。
1.2项目一任务二 水塔水位的PLC控制
1.1任务一三相异步电动机起停的PLC控制一、复习旧知三相交流异步电动机的控制方式有哪些？二、引入新课水塔是日常生活和工农业生产中常见的供给水建筑，其主要功能是储水和供水。
为了保证水塔水位运行在允许的范围内，常用液位传感器作为检测元件，监视水塔内液面的变换情况，并将检测的结果传给控制系统，决定控制系统的运行状态。
本任务利用三菱FX3U系列PLC对水塔水位控制进行模拟运行。
三、讲解新知（一）辅助继电器（M元件）1、一般辅助继电器与继电器控制系统的中间继电器相似，它不能直接驱动外部负载，只能用于编制程序时的转换作用。
辅助继电器可分为：通用型、断电保持型和特殊辅助继电器三种。
辅助继电器按十进制编号。
2、通用型辅助继电器通用型辅助继电器的主要用途为逻辑运算的中间结果或信号类型的变换。
PLC上电时处于复位状态，上电后由程序驱动，它没有断电保持功能，在系统失电时，自动复位。
若电源再次接通，除了因外部输入信号变化而引起M的变化外，其余的皆保持OFF状态。
不同型号的PLC其通用型辅助继电器的数量是不同的，其编号范围也不同。
3、断电保持型辅助继电器断电保持型辅助继电器具有断电保持功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其断电前的状态。
但要注意，系统重新上电后，仅在第一扫描周期内保持断电前的状态，然后M将失电，因此，在实际应用时，还必须加M自保持环节，才能真正实现断电保持功能。
断电保持型辅助继电器之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用PLC锂电池作后备电源，保持它们映像寄存器中的内容。
3、特殊辅助继电器触点利用型特殊辅助继电器。
线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点。
M8000—运行监视，PLC运行时为ON。
M8001—运行监视，PLC运行为OFF。
M8002—初始化脉冲，仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期。
M8003—初始化脉冲，仅在PLC运行开始时关断一个扫描周期。
M8005—PLC后备锂电池电压过低时接通。
PLC的水塔水位控制系统
PLC的水塔水位控制系统
PLC是一种可编程控制器，广泛应用于各种自动化系统，特别是在工业控制系统中。
水塔水位控制系统是一种常见的工业自动化控制系统。
它是用来控制水塔水位高低的系统，其主要组成部分包括水位传感器、水泵、水泵控制器、PLC等。
在水塔水位控制系统中，水位传感器被用来监测水位高低，如果水位高于预设值，则
水泵会开始运转，把多余的水泵送出水塔，保持水塔内部的水位稳定。
水泵控制器负责控
制水泵的开关，并根据水位传感器的反馈信号来控制水泵启动和停止。
PLC是整个水塔水位控制系统的核心部件，它可以根据预设程序来判断当前水位高低，并向水泵控制器发送信号来控制水泵的运转。
当水位高于预设值时，PLC会向水泵控制器
发送信号来启动水泵；当水位低于预设值时，PLC会向水泵控制器发送信号来停止水泵。
除此之外，PLC还可以记录水位的变化情况，并根据不同的数据来分析水塔的工作状态，从而为水塔的运行提供更加精准的控制。
同时，PLC还可以与其他自动化控制系统配
合使用，实现更加复杂的自动化控制功能。
总之，PLC在水塔水位控制系统中发挥了重要的作用，它可以支持多个输入和输出接口，可以实现数字和模拟量的控制，同时也具有实时性和可靠性等优点。
通过使用PLC，
水塔水位控制系统可以实现更加精准的水位控制，提高整个系统的效率和可靠性。
水塔水位PLC自动控制系统
水塔水位P L C自动控制系统(总33页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除电气工程学院课程设计说明书设计题目：水塔水位PLC自动控制系统系别：电气工程及其自动化年级专业： 13级应电2班组员：贾猛、孟令军、修圣虎、李晶指导教师：郭忠南摘要随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器（PLC）。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。
关键词：PLC(Programmable Logic Controller) 自动化水塔水位三菱PLC目录第一章研究背景 (1)1.1可编程控制器的产生及发展 (1)1.2PLC的基本结构 (2)1.3PLC的特点 (5)1.4PLC的工作原理 (6)1.5梯形图程序设计及工作过程分析 (8)第二章水塔水位自动控制系统方案设计 (10)第三章水塔水位自动控制系统硬件设计 (12)3.1水塔水位控制系统设计要求 (12)3.2水塔水位控制系统主电路 (12)3.3水泵电机的选择 (13)3.4水位传感器的选择 (13)3.5可编程序控制器的选择 (14)3.6PLC I/O口分配 (14)3.7PLC控制电路原理图 (16)第四章水塔水位自动控制系统软件设计 (17)4.1程序流程图 (17)4.2梯形图 (18)第五章设计总结 (24)第一章研究背景1.1 可编程控制器的产生及发展可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。
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电气工程学院课程设计说明书设计题目：水塔水位PLC自动控制系统系别：电气工程及其自动化年级专业： 13级应电2班组员：贾猛、孟令军、修圣虎、李晶指导教师：***随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器（PLC）。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。
关键词：PLC(Programmable Logic Controller) 自动化水塔水位三菱PLC第一章研究背景 (1)1.1可编程控制器的产生及发展 (1)1.2PLC的基本结构 (2)1.3PLC的特点 (5)1.4PLC的工作原理 (6)1.5梯形图程序设计及工作过程分析 (8)第二章水塔水位自动控制系统方案设计 (10)第三章水塔水位自动控制系统硬件设计 (12)3.1水塔水位控制系统设计要求 (12)3.2水塔水位控制系统主电路 (12)3.3水泵电机的选择 (13)3.4水位传感器的选择 (13)3.5可编程序控制器的选择 (14)3.6PLC I/O口分配 (14)3.7PLC控制电路原理图 (15)第四章水塔水位自动控制系统软件设计 (17)4.1程序流程图 (17)4.2梯形图 (18)第五章设计总结 (23)第一章研究背景1.1 可编程控制器的产生及发展可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。
计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。
因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。
可编程控制器(Programmable Controller)也可称逻辑控制(Programmable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC。
为了避免与个人电脑（也简称PC）相混淆通常将可编程控制器称为PLC。
1969年，第一台可编程控制器PDP—14由美国数字设备公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽车生产线上使用取得良好的效果，可编程控制器由此诞生，在控制领域内产生了历史性革命。
PLC问世时间不长，但是随着微处理器的发展，大规模、超大规模集成电路不断出现，数据通信技术不断进步，PLC迅速发展。
PLC进入九十年代后，工业控制领域几乎全被PLC占领。
国外专家预言，PLC技术将在工业自动化的三大支柱（PLC、机器人和CAC/CAM）种跃居首位。
PLC的发过程大致可分为三各阶段：早期的PLC其要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。
它在硬件上以计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。
装置种的器件主要采用分离元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。
另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。
在软件编程上采用广大电器工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。
因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指示，能重复使用等。
其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。
在七十年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。
美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。
这使PLC 的功能大大增强。
在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。
再硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量快、远程I/O模块、各种特殊功能模块。
并扩大了存储器的容量，是各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的应用范围得以扩大。
进入八十年代中、后期，由于插大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。
而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商纷纷开发研制了专用逻辑处理芯片。
这样使得PLC软、硬功能发生了巨大变化。
1.2 PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，中央处理单元(CPU)，如下图所示。
图1.1 PLC结构框图一、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC控制中枢。
它PLC系统程序赋予功能接收并存储从编程器键入用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器状态，并能诊断用户程序中语法错误。
当PLC投入运行时，首先它以扫描方式接收现场各输入装置状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，命令解释后按指令规定执行逻辑或算数运算结果送入I/O 映象区或数据寄存器内。
等所有用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区各输出状态或输出寄存器内数据传送到相应输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
二、存储器存放系统软件存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件存储器称为用户程序存储器。
1、PLC常用存储器类型（1）RAM （Random Assess Memory）这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。
（2）EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除只读存储器。
断电情况下，存储器内所有内容保持不变。
紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。
（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除只读存储器。
使用编程器就能很容易对其所存储内容进行修改。
2、PLC存储空间分配各种PLCCPU最大寻址空间各不相同，PLC工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：（1）系统程序存储区（2）系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等）（3）用户程序存储区三、输入/输出模块输入/输出模块是可编程控制器与工业生产设备或工业生产过程连接的接口。
现场的输入信号，如按钮开关，行程开关、限位开关以及传感输出的开关量或模拟量（压力、流量、温度、电压、电流）等，都要通过输入模块送到PLC。
由于这些信号电平各式各样，而可编程控制器CPU所处理的信息只能是标准电平，所以输入模块还需将这些信号转换成PLC能够接受和处理的数字信号。
输入模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号，并把它转换成现场执行部件所能接收的控制信号，以驱动如电磁阀、灯光显示、电机等执行机构。
可编程控制器有多种输入/输出模块其类型有数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块。
这些模块分直流和交流、电压和电流类型，每种类型又有不同的参数等级，主要有数字量输入/输出模块和模拟量输入输出/模块，部件上都设有接线端子排，为了滤除信号的噪声和便于PLC内部对信号的处理，这些模块上都带有滤波、电平转换、信号锁存电路。
数字量输入模块带有广电耦合电路，其目的是把PLC与外部电路隔离起来，以提高PLC的抗干扰能力。
数字两输出有继电器输出、晶体管输出和可控硅输出三种方式。
模拟量输入/输出模块主要用来实现模拟量与数字量之间的转换，即A/D或D/A转换。
由于工业控制系统中有传感器或执行机构有一些信号是连续变化的模拟量，因此这些模拟量必须通过模拟量输入/输出模块与PLC的中央处理器连接。
模拟量输入模块A/D转换后的二进制数字量，经光电耦合器和输出锁存器宇PLC的1/0总线挂接。
现在标准量程的模拟电压主要是0—5伏和0—10伏两种。
模拟量输入模块接收标准量程的模拟电压或电流猴，把它转换成8位、10位或12位的二进制数字信号，送给中央处理器进行处理。
模拟量输出模块将中央处理器的二进制数字信号转换成标准量程的电压或电流输出信号，提供给执行机构。
四、扩展模块当一个PLC中心单元的I/O点数不够用时，就要对系统进行扩展，扩展接口就是用于连接中心基本单元与扩展单元的。
模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展，使可编程控制器的功能更加强大和完善。
只能I/O接口模块种类很多，例如高速计数模块、PLCA控制模块、数字位基于PLC的变频恒压供水系统的设计置译码模块、阀门控制模块、智能存贮弄快以及智能I/O 模块等。
五、编程器它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在磁带上，磁带上的信息可以重新装入PLC。
六、电源PLC中的电源一般有三类：1、+5V、±15V直流电源：供PLC中TTL芯片和集成运放使用；2、供输出接口使用的高压大电流的功率电源；3、锂电池及其充电电源。
考虑到系统的可靠性以及光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。
目前PLC的发展非常迅速，型号众多，各种特殊功能模板不断涌现。
通常根据其I/O点的数量将 PLC分为三大类：小型机：256点以下（无模拟量）；中型机：256-2048点（64-128路模拟量）；大型机：2048点以上（128-512路模拟量）。
具体实现时，通常采用模板式结构，以便用户根据实际应用需求进行配置。
但一些小型机常制作成一体机，其配置固定，主要供定型成套设备使用；而一些大型机一般在电源、或者CPU，甚至两者都作了热备份。
1.3 PLC的特点(一) 高可靠性1. 所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离2. 各输入端均采用R-C 滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms.3. 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰4. 采用性能优良的开关电源5. 对采用的器件进行严格的筛选6. 良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大7. 大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高(二) 丰富的I/O 接口模块1. PLC针对不同的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。