基于PLC的高低位水箱自动控制系统
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统，通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。
该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。
本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个水箱液位控制系统。
PLC作为控制器，能够实现对水位的监测、控制和保护。
首先，本设计将使用传感器来监测水箱的液位。
液位传感器将放置在水箱内部，在不同的液位位置测量水的高度。
传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。
PLC将读取并处理传感器的信号，得到水箱的液位信息。
其次，PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。
当水箱的液位低于一定的阈值时，PLC将启动水泵，从水源处将水注入到水箱中。
当液位达到一定的高度时，PLC将关闭水泵，停止水的注入。
通过控制水泵的启动和停止，系统可以实现自动补水，从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。
此外，本系统还将具备一定的保护功能。
当水箱液位过高或过低时，PLC将触发报警装置，以便及时采取措施解决问题。
同时，系统将设置相应的安全控制，以防止水泵出现过载或短路等故障。
为了实现PLC控制系统的功能，本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。
程序将根据液位传感器的输入信号，进行逻辑判断和控制指令的输出。
同时，本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接，以实现实际的控制功能。
最后，本设计将进行系统的仿真和调试。
通过模拟真实的液位变化情况，测试系统的控制性能和稳定性。
在确保系统正常运行的前提下，对系统进行各项性能指标的测试和评估。
通过该毕业设计的实施，我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法，提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。
同时，通过该设计的完成，也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。
PLC水箱液位控制设计
PLC水箱液位控制设计水箱液位控制是工程和工业应用中的一个重要任务，受到工业生产和生活的影响。
PLC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于自动化控制系统中。
在这里，我们将讨论PLC在水箱液位控制中的设计和应用。
一、设计要求1.自动控制水箱液位:根据需要自动控制水箱液位，以保持水箱液位在合适的范围内。
2.液位传感器:使用能够准确测量液位的传感器，例如超声波、浮子或电容传感器等。
3.控制阀门:根据液位传感器的信号，控制阀门的开关来调节进出水的流量。
4.安全保护:设置安全保护机制，如最高和最低液位报警，以防止水箱溢出或干涸。
二、系统设计1.硬件设计：选择适当的液位传感器、PLC和执行器，如电磁阀，来实现水箱液位的控制。
2.软件设计：编写PLC的控制程序，包括液位传感器读取、液位控制算法和输出控制信号给执行器的逻辑。
3.输入输出设计：将传感器连接到PLC的输入模块，并将执行器连接到PLC的输出模块。
4.安全保护设计：为了确保系统的安全性，设计液位报警机制，当液位低于最低限制或高于最高限制时，触发报警信号。
三、工作原理1.初始状态：水箱液位低于最低限制，控制系统开始工作。
2.传感器读取：PLC读取液位传感器的信号，并将其转换为数字量进行处理。
3.液位控制算法：根据传感器信号，PLC计算水箱液位的偏差，并决定相应的动作，如开启或关闭阀门。
4.输出控制信号：根据液位控制算法的结果，PLC将控制信号发送到执行器（电阀）以调节进出水量。
5.液位报警：如果液位低于最低限制或高于最高限制，PLC将触发报警信号以提醒操作员。
四、实施细节1.选择合适的液位传感器：液位传感器的选择取决于应用场景和预算。
超声波传感器具有高精度和无接触的特点，但价格较高。
浮子和电容传感器价格较低，但精度较低。
2.选择适当的PLC：根据应用要求选择适当的PLC。
考虑到通信接口、输入输出数量和处理速度等因素。
3.选择适当的执行器：根据流量要求选择适当的执行器，例如电磁阀。
PLC水箱液位控制系统毕业设计
PLC水箱液位控制系统毕业设计PLC水箱液位控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
这个系统可以应用于各种场景，比如工业生产中的水箱液位控制、建筑物的水池液位控制等。
在本篇文章中，将详细介绍PLC水箱液位控制系统的设计和实现。
首先，我们需要对PLC水箱液位控制系统的硬件进行设计。
其中包括传感器模块、执行器模块和PLC控制器。
传感器模块用于监测水箱中的液位，可以选择合适的液位传感器，如浮球开关、超声波传感器等。
执行器模块用于控制水箱中的液位，可以选择水泵或阀门等执行器。
PLC控制器用于接收传感器模块的信号，根据预设的控制策略来控制执行器模块的工作。
同时，还需要考虑电源模块、通信模块等其他辅助模块。
接下来，我们需要对PLC水箱液位控制系统的软件进行设计。
PLC控制器通常使用Ladder Diagram（梯形图）进行编程。
在本设计中，我们可以根据液位传感器的信号来控制执行器的开关。
当液位低于一定阈值时，PLC控制器可以启动水泵或打开阀门，以增加水箱中的液位。
当液位高于一定阈值时，PLC控制器可以停止水泵或关闭阀门，以减少水箱中的液位。
同时，我们还可以增加一些安全措施，如设置最大液位和最小液位报警，当液位超出范围时，PLC控制器可以发出警报信号或采取相应的措施。
在实际应用中，我们还可以通过人机界面（HMI）来对PLC水箱液位控制系统进行监控和操作。
通过HMI，我们可以实时查看水箱中的液位，修改控制策略，记录操作日志等。
同时，我们还可以将PLC水箱液位控制系统与上位机进行通信，实现远程监控和控制。
最后，我们需要对PLC水箱液位控制系统进行实验验证。
在实验中，我们可以模拟不同的液位情况，观察PLC控制器的响应和执行器的工作情况。
通过实验，我们可以测试系统的稳定性、精度和可靠性，并对系统进行优化和改进。
总结而言，PLC水箱液位控制系统是一种自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
基于某PLC地水箱温度控制系统
【摘要】本文研究的是可编程控制器在水箱恒温控制系统中的应用，水箱恒温控制装置主要用来完成对水箱中液体的液位和温度检测，并对温度参数进展调节。
系统中温度控制是一个非常重要的局部。
通过铂热电阻对温度进展测量，将测量到的温度传到PLC中。
PLC 对采集到的温度值与给定值进展比拟，经过PID运算后，调节双向晶闸管在设定周期内通断时间的比例，改变加热丝中电流大小与加热时间，以完成对温度的控制要求。
本系统硬件局部主要由CPU224、EM235、双向晶闸管等组成；软件局部主要由PID 控制来完成。
关键词：PLC CPU224 EM235 双向晶闸管 PID控制Abstract: In this paper, is the programmable controller in the water tank temperature control system application, water tank temperature control system is mainly used to plete the tank liquid level and temperature detection, and adjust the temperature parameters. System, temperature control is a very important part. By platinum RTD temperature measurement will be measured in the temperature reached the PLC. PLC on the collected temperature values pared with a given value, after a PID operation, the regulator Triac off the set period of time the ratio of change in heating wire in the current size and heating time to plete the right temperature control requirements.The system hardware mainly by the CPU224, EM235, bi-directional thyristor etc.; software, some of the major by the PID control to plete.Key words:PLC CPU224 EM235 Triac PID Control目录111.2PLC的结构11.2.1中央处理单元(CPU)1121.3PLC的工作原理21.3.1 PLC的根本工作原理21.3.2 PLC 编程方式31.4PLC的控制系统开展趋势31.5PLC控制系统的构成设计原如此与步骤41.5.1 PLC的设计原如此41.5.2 PLC的设计步骤52硬件设计772.2I/O地址分配782.3.1 CPU22489103 PID的介绍113.1PID的工作原理113.2PID参数整定123.3PID模块介绍133.3.1 PID回路表的格式与初始化133.3.2 PID程序154程序184.1顺序功能流程图184.2程序设计21完毕语26谢辞27参考文献28在日常生活、工业生产和实验室中电热恒温箱的应用随处可以见到。
基于PLC水箱水位自动控制系统的设计思路
研发设计I RESEARCH DESIGN摘要：文章就P L C水箱水位自动控制系统的设计思路进行简单论述，该设计思路是采用西门子S7-200P L C为主控制机的多泵恒 压供水控制系统。
在传统水箱供水的基础上，加入了 P L C、变频器等器件，以实现恒压供水。
关键词：P L C:恒压供水；自动控制I基于P L C水箱水位自动控制系统的设计思路■文水是生命之源，水对人民生活与工业生产的影响非常大，同时人们对供水系统的质量和可靠性的要求也很高。
变频恒 压供水系统是集变频技术、PLC技术、现代控制技术等多种 技术于一体，可靠地为人民生活和工业生产提供优质水服务 的一项技术。
1. 恒压供水系统的意义及设计思路众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分。
企业生产和人民生活对水的需求非常大，对来水的量和来水 的压力都有严格的要求。
同时，企业生产和人民生活对水需 求的时段有所不同，企业生产可能是全时段，而人民生活基 本上是在白天。
夏季人民的生活用水就会多些，冬季就会少 些。
这就需要一套系统，既能保证企业生产和人民生活的用 水量和用水压力，又能识别哪个季节哪个时段的用水。
综上 所述，在设计上只要把上述需求转换到水压上就能够解决难 题。
该设计就是从这个点出发，利用PLC对通过压力传感 器采集过来的信息进行分析处理，给出合理的控制信息，进 行恒压供水。
把PLC技术运用在水箱水位控制系统中，具 有很大的发展空间和应用价值。
2.自动控制系统相关组件2. 1PLC组件PLC是可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计 数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 和输出控制，各种类型的机械或生产过程。
当前，P L C已是 适用于工业现场工作的标准设备。
2.2变频器组件变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工 作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计
基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计重庆科技学院摘要水箱液位控制系统是一种用于监测、控制水箱液位的自动化设备。
它通过搭载传感器、控制器和执行机构等组件，实现对水箱液位的实时监控和自动控制。
通常，水箱液位控制系统由传感器，控制器，执行机构。
水箱液位控制系统的使用范围广泛，包括建筑物、工业生产、农业灌溉、城市给排水和环保等领域。
它具有结构简单、安装方便、实时性强等特点，该系统能够提高水资源的利用效率、减少用水浪费和防止水源的污染。
本文基于S7-1200 PLC实现水箱液位控制系统设计。
该系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括PLC、人机界面触摸屏、传感器、执行器等；软件实现传感器数据处理、PID稳态控制、安全等功能；关键词：液位控制 PLC PID 传感器重庆科技学院本科生毕业设计 3水箱液位控制系统硬件设计1绪论在工业领域，几乎在各个行业都会或多或少的涉及到液位的检测等问题，然而液位变量具有延迟滞后性，参数不稳定，复杂多变等问题，因此，这就需要本文采取更为精确的控制器去实现液位变量的检测。
传统控制具有很多缺陷：比如精度低、速度慢、灵敏度低等。
一个稳定的液位系统，可以保证安全可靠的工业生产、高效的生产效率、充分合理的利用能源等，大大提高了工业生产的经济价值。
日益激烈的市场竞争，要求本文的控制技术必须更加先进，此前的控制技术已落伍，显然无法满足需求，这种对先进技术的需求加速了可编程逻辑控制器的问世。
引入PLC控制器后，能够使控制系统变得更集中、有效、及时。
2水箱液位控制总体方案设计2.1水箱液位控制系统实际应用特征水箱液位控制系统是一种广泛应用于水箱的自动化控制系统，常见于民用和工业领域。
实际应用中，水箱液位控制系统具有以下特征：①实时性强：系统能够实时检测水箱内的液位信息，并根据液位变化及时控制水泵的启停，保证水位稳定。
②可靠性高：系统通过各类安全措施确保水泵的正常启停，不会出现过量或不足的水位情况，避免因为水位变化带来的安全隐患。
西门子S7-1200PLC水箱水位控制程序案例
西门子S7-1200PLC水箱水位控制程序案例先说明一下案例的控制要求：1、该控制项目为水箱水位控制系统，系统中一共有3隔水箱，每隔水箱抖音一个液位传感器、输出的信号为0~10V电压信号，检测液位的高度为0~3m，液位为0.2m时为低液位，液位为2.5时为高液位。
2、每个水箱有三个进水阀和三个出水阀，进水阀分别是Y1、Y3、Y5，出水阀分别是Y2、Y4、Y6，每个水箱都有出水阀开和出水阀关两个按钮，出水阀开按钮分别是SB1、SB3、SB5，出水阀关按钮分别是SB2、SB4、SB6。
3、我们通过按SB1SB3SB5可以分别对各个水箱进行防水操作，顺序是随机的，当系统检测到水箱的“空”信号时，系统会自动打开水箱进水阀进行注水，当检测到水箱“满”信号时停止进水。
水箱注水和水箱放空的顺序是相同的，而且每次只能对一个水箱进行注水的操作。
首先进行IO分配：IO分配好之后根据IO分配的点进行接线即可，还需注意液位传感器需要接到模拟量输入模块，一共有三个液位传感器，那么可以选择SM1231 AI04的模块，分别接到通道1、通道2、通道3即可。
PLC控制程序设计：（案例源程序获取，请看文末）1、首先进行硬件组态、配置模拟量模块的参数（案例源程序获取，请看文末）我们选用CPU1214C DC/DC/DC型号的PLC，此外因为需要对三个水箱的水位进行采集，要使用到模拟量输入模块，我们选用的是SM1231 AI04模块，设备组态配置图如下图。
因为使用到了模拟量模块，还需要设置相应的模拟量输入信号的参数。
根据液位继电器的输出信号类型进行配置，我们配置测量类型为电压，电压范围是正负10V，滤波为4个周期，启用溢出诊断和下溢诊断。
通道0对应的地址是IW96，通道1对应的地址是IW98，通道2对应的地址是IW100。
2、编写模拟量处理程序模拟量转换程序，是用来把采集到的模拟量信号转换成实际的液位，并将它与低液位和高液位做比较，从而输出是否达到低液位信号和高液位信号。
基于PLC的模糊PID水箱液位控制系统设计
基于PLC的模糊PID水箱液位控制系统设计摘要常规PID控制器结构简单、稳定性好、工作可靠，被广泛应用于过程控制中，但常规的PID在系统参数、工作环境发生变化时往往不能获得较好的控制效果。
采用基于PLC 知识和不依赖精确数学模型的模糊控制来解决这类问题。
本文首先通过机理法建立液位控制系统水箱的数学模型，为了改善调节过程的动态特性，采用串级控制，主调节器用模糊控制，副调节器采用PID控制。
根据液位系统的特征，选取合适的模糊控制规则和隶属度函数，建立模糊控制规则查询表，设计PID控制器和模糊控制器，将设计好的串级系统在Simulink软件上进行仿真，比较常规PID 控制器和模糊PID控制器的控制性能。
通过西门子SIMATIC S7-300 PLC 编程系统和力控组态软件6.0设计了西门子PLC 的常规PID系统和模糊PID控制算法。
通过组态软件力控6.0实时监控液位变化，将设计好的液位控制系统进行仿真。
实验表明模糊控制器具有良好的动、静态控制效果。
关键词：过程控制，PID控制，模糊控制，PLC，力控组态软件Based on PLC fuzzy PID water level control system designAbstractThe conventional PID controller simple structure, good stability, reliable working, are widely used in process control, but the conventional PID parameters in the system, working environment change often cannot obtain the good control effect. Based on PLC knowledge and not rely on the accurate mathematical model of fuzzy control to solve the problem.This paper first through the mechanism of water level control system method to establish the mathematical model, in order to improve the dynamic characteristics of the regulatory process, the cascade control, regulation is the fuzzy control, vice regulator PID control. According to the characteristics of liquid level system, to select the suitable fuzzy control rules and membership functions, establish the fuzzy control rules lookup, PID controller and fuzzy controller design, the design good ship machine system in Simulink software, and simulation is the conventional PID controller and fuzzy PID controller control performance.Through the Siemens SIMATIC S7-300 PLC programming system and the force control configuration software design of the 6.0 Siemens PLC conventional PID systems and fuzzy PID control algorithm. Through the configuration software force charged with 6.0 real-time monitoring level changes, Will design good level control system was simulated. Experiments show that the fuzzy controller has good dynamic and static control effect.Key Words: Process control, PID control, Fuzzy control, PLC, Force contro目录1 绪论 (1)1.1过程控制概述 (1)1.2模糊控制理论的产生和发展状况 (2)1.3PLC的特点及发展状况 (3)1.3.1 PLC的特点 (3)1.3.2 PLC技术发展动向 (5)1.3.3 可编程控制器的硬件组成 (6)1.4课题研究的主要内容与论文结构 (6)1.4.1 课题研究内容 (6)1.4.2 论文结构 (7)2 水箱液位控制系统设计及模型分析 (7)2.1水箱液位串级控制系统设计 (8)2.2水箱液位控制系统组成及工作原理 (9)2.3双容水箱数学模型建立与分析 (10)3 PID控制和模糊控制 (14)3.1PID控制 (14)3.1.1 PID简述 (14)3.1.2 数字式PID控制算法 (16)3.2模糊控制 (18)3.2.1 模糊控制器的基本结构 (18)3.2.2 模糊集合 (20)3.2.3 隶属度函数及其确定 (22)3.2.4 模糊推理 (24)3.3液位模糊控制器的设计 (25)4 系统硬件设计 (31)4.1西门子S7-300PLC (31)4.2液位控制系统组成 (32)5 PLC编程实现 (35)5.1西门子S7-300编程基础 (35)5.2STEP7编程 (36)5.3控制算法的实现 (38)5.3.1 程序流程图 (38)5.3.2 梯形图程序 (40)5.4组态软件力控6.0 (43)5.5常规PID与模糊PID控制器性能比较 (44)5.5.1 用MATLAB模糊逻辑工具箱设计模糊控制器 (44)5.5.2 SIMULINK仿真 (46)结论 (48)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (52)1绪论1.1过程控制概述过程控制技术是利用测量仪表、控制仪表、计算机、通信网络等技术工具，自动获得各种变量的信息，并对影响过程状况的变量进行自动调节和操作，以达到控制要求等目的的技术。
基于PLC的液位控制系统设计
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位控制系统的硬件组成
计算机液位控制系统电路图如图所示。在本控制系统中、用计算机实现控 制算法, PLC控制系统带有A/D模块SM331和D/A模块SM332。电动调节阀作为 执行机构。
控制系统硬件电路连接图
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基于PLC的液位控制系统设计
液位变送器 : 采用液位变送器 BP800采用工业用的扩散硅压力变送器， 含不绣钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补 偿 。压力传感器用来对上水箱和下水箱的液位进行检测，变送器为二 线制，故工作时需串接24VDC电源 。
电动调节阀 : 采用智能型电动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。。 电动调节阀号为: QSVP-16K。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、 推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作 方便等优点，控制信号为4—20mADC或1—5VDC，输出4—2OmADC的阀位信 号，使用和校正非常方便。
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基于PLC的液位控制系统设计
建立数学模型
被控对象的数学模型 :
将Q1作为被控过程的输入变量，h为其输出变量，则该被控过程的数学模型 就是h与Q1之间的数学表达式。根据动态物料平衡关系有:
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基于PLC的液位控制系统设计
表示为增量形式:
式中: ΔQ1，ΔQ2，Δh分别为偏离某一平衡状态的增量；A为水箱截 面积。
基于PLC的液位控制系统设计
本文设计的主要目的是控制下水箱的液位。使下水箱的 液位在某一比较小的范围变化。
研究对象是双容水箱的串级系统。 液位控制系统的组成：
控制器 电动调节阀 上水箱、下水箱 液位变送器等 电动调节阀用于调节上水箱的进水量大小，液位变送器 用于检测上水箱和下水箱的液位。控制器的输出量用于控制 调节阀的开度。
基于PLC水箱液位控制系统
基于PLC的液位控制系统设计摘要本次毕业设计的课题是基于PLC的液位控制系统的设计。
在设计中，笔者主要负责的是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少。
本文的主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验曲线分析， FX2系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较，应用PID控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过程控制指令PID指令来控制水箱水位。
关键词：FX2系列PLC，控制对象特性，PID控制算法，扩充临界比例法，PID指令，实验。
The liquid level control system based on PLCABSTRACTThe subject of graduation design is based on PLC, liquid level control system design. In the design, the author is mainly responsible for the mathematical model and control algorithm design, so the design used in the paper referred to was more PID algorithm, PLC in less knowledge.Main contents of this article: PLC creation and definition, process control, development, and water tanks and experiment to determine the characteristics curve analysis, FX2 series PLC hardware control, PID tuning parameters and various parameters of the control performance comparison, the application PID control algorithm obtained experimental curve analysis, the entire system, introduce and explain the various parts of the PLC process control commands to control the tank level PID instruction.Keywords：FX2 series PLC, the control object characteristics, PID control algorithm, to expand the critical proportion method, PID instruction, experimental.目录中文摘要 (I)英文摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 PLC的产生、定义及现状 (1)1.1.1PLC的产生、定义 (1)1.1.2PLC的发展现状 (1)1.2过程控制的发展 (2)1.3本文研究的目的、主要内容 (3)1.3.1本文研究的目的、意义 (3)1.3.2本文研究的主要内容 (3)2 FX2系列PLC和控制对象介绍 (4)2.1 三菱PLC控制系统 (4)2.1.1 CPU模块 (4)2.1.2 I/O模块 (5)2.1.3电源模块 (5)2.2 过程建模 (5)2.2.1 一阶单容上水箱对象特性 (5)2.2.2 二阶双容下水箱对象特性 (10)3 PID调节及串级控制系统 (14)3.1 PID调节的各个环节及其调节过程 (14)3.1.1比例控制及其调节过程 (15)3.1.2比例积分调节 (15)3.1.3比例积分微分调节 (16)3.2 串级控制 (17)3.2.1串级控制系统的结构 (17)3.2.2串级控制系统的特点 (17)3.2.3串级控制系统的设计 (18)3.3 扩充临界比例度法 (19)3.4 三菱FX2系列PLC中PID指令的使用 (20)3.5在PLC中的PID控制的编程 (21)3.5.1回路的输入输出变量的转换和标准化 (21)3.6变量的范围 (23)4 控制方案设计 (25)4.1 系统设计 (25)4.1.1上水箱液位的自动调节 (25)4.1.2上水箱下水箱液位串级控制系统 (26)4.2 硬件设计 (27)4.2.1检测单元 (27)4.2.3控制单元 (27)4.3软件设计 (28)5 运行 (29)5.1 上水箱液位比例调节 (29)5.2 上水箱液位比例积分调节 (29)5.3 上水箱液位比例积分微分调节 (29)致谢 (32)参考文献 (33)论文原创性声明1 绪论1.1 PLC的产生、定义及现状1.1.1PLC的产生、定义一、可编程控制器的产生20世纪60年代，在世界技术改造的冲击下，要求寻找一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器。
高低位水箱供水电气控制系统
一、控制要求本设计为民用建筑生活水泵电器控制系统设计，采用OMRON PLC为中心控制单元。
要设计出控制系统原理图、元件布置图，接线图。
其具体控制要求为：1．高地位水箱均设水位信号器，高位水箱水位达到低位，低位水箱水位达到高位时，水泵起动；高位水箱达到高位或低位水箱达到低位时，水泵停止。
2．两台水泵轮番工作，一台水泵工作24小时后，另一台水泵自动投入工作。
当工作泵出现故障时，备用泵自投并报警。
3．具有手动，自动工作方式。
4．各种指示和报警。
二、控制系统设计2．1、基本设计思路在高层建筑中，水泵及其设备控制室一般位于建筑物的地下层，水箱通常设于建筑的顶部。
这样，将水箱中的水位信号传送的设备控制柜需传输相当长的一段距离。
为了避免信号传输过程中由于信号线中途接地等故障引起的继电器误动作，信号控制回路通常采用220V及以下的电压，本设计采用220V的交流电。
另外，由于水位信号器为小容量的继电器，其触点不适合于直接控制接触器，因此，需要通过中间继电器进行中间转换。
根据控制要求（1），系统电路共有主电路、信号电路和控制电路等三部分组成。
根据水泵控制要求1，水泵电动机的起动和停止应受高位水箱水位信号器和低位水箱水位信号器发出信号控制。
当低位水箱水位为高水位，且高位水箱水位为低水位时发出起泵信号，当低位水箱水位为低水位，或高位水箱水位为高水位时发出停泵信号。
根据控制要求（2），工作泵不能正常运行时，备泵应能自动投入。
工作泵与备用泵二者工况转换的关键是寻找一个合适的转换信号，即能反映工作泵不能正常运行的信号。
一般情况下，水泵不能正常运行的原因为：（1）运行继电器的衔铁卡住，触点不能正常吸合;(2) 水泵运行过程中，电动机因过载或线路发生短路等故障而保护停机。
这两种停机情况反映在接触器上即是接触器的触点机构不能动作，其常闭触点处于闭合状态，因此，接触器的常闭触点的闭合与否反映了电动机的工作情况。
故可利用接触器的常闭触点见识电动机的运行情况并作为备泵电动机的起泵信号。
基于PLC的高低位水箱自动控制系统
第二章案的论证及方案确定........................................5
第三章系统各部分的设计...........................................6
3.3.1手动、自动的工作方式选择..................................7
3.3.2机组的启动条件及操作使用..................................7
3.3.3备泵自投功能的实现........................................8
参考文献..........................................................13
鸣谢..............................................................13
附录..............................................................13
3.3.4信号灯的指示..............................................8
3.3.5指令语言程序..............................................9
第四章元器件的选择及依据......................................10
2
4.7端子排的选择..................................................11
水箱液位自动化PLC控制系统
水箱液位自动化PLC控制系统基于PLC的液位控制系统是一种以液位为控制参数的控制系统，目前已广泛应用于各种工业生产领域，例如水箱液位自动化PLC控制系统。
液位控制通常是以特定液位进行自动控制调整以达到所需的精度要求。
基于PLC的控制系统不仅满足了液位控制的精度要求，同时也提高了系统控制的可操作和可靠性。
因此，对基于PLC 的液位控制系统研究很有必要。
水箱液位自动化PLC控制系统较传统电气控制而言，PLC 具有控制方式上可操作性强、拥有扫面工作方式、控制速度反应快、不易受其他因素干扰、定时范围广、稳定性好、成本低、使用方便、形象直观、容易升级等优点。
图1为液位系统控制原理图，其原理主要是通过传感器接收装置，经过AD/DA转换成数字，计算机接收到该信号并判断是否达标。
当液位低于水箱下限位X2时，水箱下限位警示灯亮，同时补液电机Y2打开，使得水箱液位上升。
当液位达到水箱上限位X1时，水箱上限位警示灯亮，同时补液电机Y2关闭，使得水箱液位下降。
从而使得水箱里面的水位稳定于正常态。
水箱液位自动化控制系统PLC机型选型上，鉴于系统在设计过程中未包含过多传感器，优先选择了三菱公司生产的FX3U－16MT/ES －A系列PLC控制器，这款输出规格为晶体管( 漏型) 的继电器，控制点数实际为16点，输入输出各占8点。
液位传感器选用静压投入式液位变送器(液位计)，该液位计精度高且环保，对于系统的控制可以达到实时监控的要求，而所设计的系统需实时对液位进行感应，工作环境精度要求较高，所以该类别液位计保证了对液位进行实时调控，避免水位溢出，造成工业上的安全隐患。
将所选好的液位计安插在水槽的上下限位中，当液位低于水槽下限位时，液位计感应到水位下降，同时获取液位过低信号，通过信号处理器传入PLC，PLC感应到信号后，对外输出判断信号，驱动供水电机驱动，使得水位上升。
基于PLC的液位高度控制器
作业一：情景描述：设计一个液位高度控制器，提出两种方案进行对比，然后画出你认为最优方案的电气原理图。
水箱水位控制图1、控制系统的工作过程1）保持水池的水位在S3——S4之间，当水池水位低于下限液位开关S3，此时S3为ON，电磁阀打开，开始往水池里注水，当5S以后，若水池水位没有超过水池下限液位开关S3时，则系统发出警报；若系统正常运行，此时水池下限液位开关S3为OFF，表示水位高于下限水位。
当页面高于上限水位S4时，则S4为ON，电磁阀关闭。
2）保持水塔的水位在S1——S2之间，当水塔水位低于水塔下限水位开关S2时，则水塔下限液位开关S2为ON，则驱动电机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开关S1时，则S1为ON，电机M停止抽水。
当水塔水位低于下限水位时，同时水池水位也低于下限水位时，电机M不能启动。
2、液面水位系统控制主电路图3、传感器的选择这个系统中有四个液位传感器，分别是L1、L2、L3、L4。
在水箱这样的环境中，没有腐蚀类的液体，我们可以采用相对成本较少的、信息传输量大、灵敏度高、抗干扰性强的光纤液位传感器。
利用光强减弱的幅度来获得液位的信息，当他们浸入液体时，光强将有变化，从而获得液位的信息。
4、输入/输出分配水塔水位系统PLC的输入/输出接口分配表5、水塔水位控制系统程序流程图设水塔、水池初始状态都为空着的，4个液位指示灯全亮。
当执行程序是，扫描到水池为液位低于水池下限位时，电磁阀打开，开始往水池里进水，如果进水超过5S，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5S只有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a1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，电机M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a2，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a3灭，电机M继续工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽满是，水塔也未超过水塔上限，水塔上限指示灯a4灭，但刚刚给水塔供水的时候，电机M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a2良。
自动化专业论文 基于西门子PLC的双容水箱液位控制系统设计
基于西门子PLC的双容水箱液位控制系统设计摘要液位控制系统是PLC在工业控制中的重要应用，本文介绍了基于西门子PLC-200的双容水箱液位控制系统，对双容水箱进行了系统建模和控制方案设计，然后通过MATLAB工具对PID控制算法进行了仿振，验证了PID调节器对于液位的控制作用。
并利用现场相关的硬件设施配合组态王6.5.5软件进行上位机监控系统的开发，完成了对现场数据的采集、流程图画面制作、实时曲线显示等功能，以实现对液位的实时监测和控制。
仿真结果表示，该系统可有效解决双容水箱液位控制中存在的容量滞后问题。
最后，对全文所做的工作进行了总结，分析了不足之处，并对液位控制的前景进行了展望。
关键词：西门子PLC；双容水箱；组态王；PID控制AbstractLiquid level control system is an important application of PLC in industrial control, this paper introduces the double let water tank level control system which bases on Siemens PLC-200, it do the work of the system modeling and control designing for double-tank system. Then，PID control algorithm is simulated through MATLAB tool, to verify the effectiveness of the PID controller for level control function. And by using the related hardware facilities together with kingview 6.5.5 software for the development of PC monitoring and controlling system, it completes the function of collecting the flow chart, manufacturing field data, and showing real-time curve, etc, in order to realize the real-time monitoring and control of the liquid level. The results of simulation show that the system can effectively solve the problem of existing V olume lag in the double let water tank level control. In the end，it summarizes the whole work of this paper, analyzs the deficiency, and the prospect of liquid level control is discussed.Keywords:Siemens; double-tank system; kingview; PID control;摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1液位控制研究的背景及其意义 (6)1.2液位控制的研究现状 (8)1.3论文主要工作 (9)第2章系统建模和方案论证 (10)2.1系统建模 (10)2.1.1双容水箱水位的动态特性 (10)2.1.2双容水箱的飞升曲线 (11)2.2双容水箱串级调节系统 (13)2.3系统设计方案 (13)第三章 PID控制算法 (15)3.1PID调节器简介 (15)3.2PID控制原理 (15)3.3MATLAB仿真结果 (16)第四章系统硬件设计 (17)4.1液位控制系统的结构 (17)4.2液位控制系统的选型 (20)第五章基于组态王的双容水箱监控软件开发 (22)5.1组态王软件简介 (22)5.2双容水箱液位控制系统工程的组态设计 (22)结语 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)PLC程序梯形图 (34)主程序 (34)PID初始化 (36)第1章绪论1.1液位控制研究的背景及其意义当今工业生产发展很快，人们希望进一步提高生产过程自动化控制水平和获得更好的工业产品质量。
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是现代工业控制的重要组成部分，广泛应用于工业生产和日常生活中。
本文将就基于PLC的水箱液位控制系统进行毕业设计进行介绍。
本文毕业设计的目标是设计并实现一个基于PLC的水箱液位控制系统，实现水箱的液位控制和监测。
系统包括液位传感器、PLC控制器、水泵和电磁阀等组成。
首先，设计师需要根据实际需求选择合适的液位传感器，并将其与PLC控制器进行连接。
液位传感器用于监测水箱中的液位，根据液位的变化输出相应的信号给PLC控制器。
接下来，设计师需要使用PLC编程软件编写相应的PLC控制程序。
程序的主要功能是根据液位传感器的信号，控制水泵和电磁阀的开启和关闭。
当水箱的液位低于一些设定值时，PLC控制器会开启水泵将水箱填满；当液位超过一定设定值时，PLC控制器会关闭水泵，同时开启电磁阀，将多余的水排出。
除了基本的液位控制功能外，设计师还可以在PLC控制程序中添加其他功能，如报警功能。
当水箱的液位异常高或异常低时，PLC控制器可以通过声音或灯光等方式发出警报，提醒操作人员进行处理。
在整个系统的设计和实现过程中，设计师需要考虑如何提高系统的可靠性和安全性。
例如，可以在PLC控制程序中设置容错机制，确保系统在出现异常情况时能够正常运行；同时，在选择和配置水泵和电磁阀时，要考虑其工作负荷和可靠性，以确保系统的稳定运行。
在毕业设计完成后，设计师需要对系统进行测试和调试。
首先，需要检查液位传感器的安装和连接是否正常，确保其能够准确地监测水箱的液位变化；然后，利用测试仪器对PLC控制器的输出和输入进行测试，确保其能够按照预期进行控制。
总结而言，基于PLC的水箱液位控制系统是一项非常具有实用价值的毕业设计。
通过该设计，不仅可以提高水箱的自动化程度，还可以提高水资源的利用效率，减少人工操作错误的可能性。
同时，本设计也为进一步研究和开发更先进的基于PLC的控制系统提供了宝贵的经验和借鉴。
基于PLC控制的水箱水位检测系统控制设计
水 位 控 制 在 水 箱 检 测 中使 用 的 非 常普 及 ，每 一 物力 ，一 套 智 能 的 ＰＬＣ化 系统 在 水箱 中非 常 重要 ，水
个 水 箱 几乎 都 配 有 水 位 控 制 模 块 ，是 水 箱 的重 要 组 成部 分 。本 次 设 计是 采 用 ＰＬＣ检测 水 位 的检 测 系统 它 能 够 根 据 我们 输 入 的参 数 ＰＬＣ调 节 ，用 单 片机 对 接 收到 的信号 进 行数 据 处理 ，完 成 水位 的检测 、控 制 及故 障 报警 等功 能 】。
收稿 日期 ：２０１７—０３—１５ 稿件 编 号 ：２０１７０３１５０
Ｗ ＡＮＧ Ｍ ｉｎｇ—ｃｈａｏ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｗｕｘｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏ ｆＡｒｔｓ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｉｘｉｎｇ ２１４２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｏｗｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｔｙ ｗａｔｅｒ． ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｆｏｒ ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ， ｂｕｔ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍ ｐｒｏｐｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｎｏ ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ Ｏｃｃｕｒ， ＳＯ ａ ｇｏｏｄ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｉｓ ａｌｓｏ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍ ｏｒｅ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｌｉｆｅ ｔｏｗｅｒ ｐｒｏｂｌｅｍ ，ｕｓｉｎｇ ＰＬＣ ａｎｄ ｓｅｎｓｏｒｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅ１．Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｏｗｅｒ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｃａｒｒｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｓｅｎｓｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｌａｒｍ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｙｓｔｅｍ ，ｔｒｕｎｋ ｒｏａｄ ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｏｎｅｎｔｓ ｌｉｓｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｅｎｓｏｒｓ
基于PLC的高位水箱供水系统设计
基于PLC的高位水箱供水系统设计
高位水箱供水系统是基于PLC（可编程逻辑控制器）技术的水处理系统，可有效处理
高位水箱供水，满足供水需求。
系统主要的构成如下：
水箱：用来储存供水水量，采用预先安装的加压补水系统来补充水量；
PLC控制系统：由电控计算机，按照改造的控制程序，通过PLC处理器来实现水箱供
水的程序“控制”；
传感器：高位水箱中的传感器信号是重要的供水关键信息，传感器可以迅速监控水位，以确保供水安全、及时供应；
水泵：由电机带动的水泵，将水从水箱中抽出，以满足供水需求；
阀门：主要用于调节水流量，以保证满足高位水箱供水的精确控制；
防火装置：用于防止发生意外事件及火灾，保证水箱的安全工作；
高位水箱供水系统的实现方式是：
水位传感器输入信号，PLC 控制器接收信号，并经由程序，对高位水箱中的水位进行
数据处理，当水位偏离设定的控制区域时，则启动水泵和阀门，补充水量或排出水位，以
保持水箱内水位稳定及满足供水要求。
在特定条件下，PLC可以实现自动化控制，更大程度上提高了供水系统的安全性能和
可靠性。
例如，当水位高于设定的高位水箱限制时，可自动把水压力降到预先设定的水位；当水位低于限定水位时，自动补水将确保水箱内部水位正常。
同时，在设计阶段，可使用现代计算机软件和系统分析方法进行仿真，以检验程序和
操作参数的性能，满足系统设计的要求。
通过对系统进行适当的功能品质测试，可检测供
水关键系统和设备的动态行为和特性，从而提升水源系统的整体可靠性。
以上是有关基于PLC的高位水箱供水系统的具体设计。
PLC的应用使得供水系统变得
安全、可靠，高效地满足了各种供水需求。
基于PLC的水箱水位安全自动控制
185PRACTICE区域治理作者简介：王东强，生于1982年，石家庄失业技术学院，研究方向为机械。
基于PLC 的水箱水位安全自动控制河北苹乐面粉机械集团有限公司 王东强摘要：调试是检测硬件设备功能是否正常运行的过程，每一个硬件设备在投入使用之前都需要进行调试，调试技术是保证硬件设备稳定运行的核心技术。
水箱自动控制设备是一种专门用于控制水箱水位的智能化设备，其稳定运行对水箱供水具有重要意义，因此，需定期调试水箱自动控制设备的控制功能。
基于此，本文对基于PLC的水箱水位安全自动控制进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：PLC技术；水箱水位；安全；自动控制中图分类号：TK323文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）49-0185-0001PLC 控制单元是一类面对工业领域进行控制作业的电子计算机设备。
尽管开发PLC 的最初目的是为了代替继电控制装置来完成逻辑控制和触发顺序控制的操作，但是随着现代电子技术的持续发展和进步，PLC 模块的衍生功能已经大大超过了继电控制装置的范畴，其对信息数据的加工处理、对顺序过程的控制以及模块之间的通信都是继电控制装置无法比拟的。
一、PLC 技术（一）PLC 技术概述从本质上来说，PLC 技术就是可编程控制器，其自身的计算机技术就是最为基础的表现。
PLC 技术是在计算机技术的基础上所发展出来的，并且该技术的逐步成熟，为电子自动化创造出了一个专业性较强的自动化控制器。
目前，PLC 技术已经大量应用在机电自动化控制层面。
要实现机电自动化控制，就必须要按照用户的不同需求，根据规定的命令以及操作流程，以保障设备顺利运行为前提，进行实际的处理，并通过软件进行有效的控制。
（二）PLC 技术的工作原理首先，采集样本录入阶段，PLC 是通过扫描输入数据或者状态，同时在I/O 映象区保存数据；在完成这个操作之后，登录用户执行程序或者进行输出刷新。
完成以上两个计算过程之后，输入状态以及数据就会发生变化，而在I/O 映象区的状态或者数据则不会发生改变。
高低位水箱供水系统电气控制系统设计
前言可编程控制器（PLC)作为一种新型的工业自动化装置.因其功能强大,可靠性高，操作使用方便而得到了广泛的应用，它在民用建筑行业中的应用也日益广泛。
本设计以PLC为中心控制单元设计一高低位水箱供水系统，具体要求见设计任务。
在本设计中，充分考虑到了设计方案的实用性，经济性以及用户操作的方便性。
在给出系统原理图的基础上，同时也附带了安装图，接线图及操作使用说明书;在保证设计要求及设计质量的基础上，通过分时复用启动按钮和认真修改梯形图,最终将原本应该用的OMRON C40P可编程控制器现改用OMRON C28P即可实现所有功能，为用户降低了设计成本。
本着让用户使用方便，操作明了的设计原则，在手动工作时设置了“允许起泵”和“必须停泵”信号。
目录一、设计内容及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3二、分析设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31、主电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32、PLC选择及I/O分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33、PLC接线图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4三、梯形图设计与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41、手动/自动状态选择与指示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42、高低位水箱液位开关的逻辑设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53、自动状态时水泵电机的工作方式选择及启动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54、手动状态时水泵的单独起停．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55、故障检测与备泵自投．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6四、用户操作说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71、系统手动工作操作说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72、系统自动工作操作说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73、注意事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8五、元器件选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8六、结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91、设计的收获与体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92、系统再认识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9七、指令语言程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10八、参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10九、备注1、控制箱尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112、导线选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11十、附图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．111、高低位水箱供水系统电气控制原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122、高低位水箱供水系统电气安装接线图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133、高低位水箱供水系统电气控制箱布置图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．141高低位水箱供水系统电气控制系统的设计一、设计内容及要求通过对电气控制系统的设计，掌握电气控制系统设计的一般方法，能够设计出满足控制要求的电气原理图，以及安装布置图、接线图和控制箱的设计，具有电气控制系统工程设计的初步能力。
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课程设计任务书（A）题目高低位水箱供水系统电气控制系统的设计（F1）学院(部) 电控学院专业电气工程及其自动化班级32040901学生姓名蒋秋华学号32040901156 月11 日至 6 月17 日共 1 周指导教师(签字)系主任(签字)2012年 5 月26 日目录摘要 (3)第一章引言 (4)第二章案的论证及方案确定 (5)第三章系统各部分的设计 (6)3.1主电路的设计 (6)3.2控制电路的设计 (6)3.3梯形图的设计与分析 (7)3.3.1手动、自动的工作方式选择 (7)3.3.2机组的启动条件及操作使用 (7)3.3.3备泵自投功能的实现 (8)3.3.4信号灯的指示 (8)3.3.5指令语言程序 (9)第四章元器件的选择及依据 (10)4.1 低压断路器的选择 (10)4.2 PLC的选择 (10)4.3 交流接触器的选择 (10)4.4 热继电器的选择 (11)4.5 控制按钮和旋钮的选择 (11)4.6 指示灯的选择 (11)4.7 端子排的选择 (11)第五章控制柜的尺寸设计 (12)总结 (12)参考文献 (13)鸣谢 (13)附录 (13)摘要水箱是自动供水系统中的重要部分，在我们的生活中扮演着非常重要的角色。
本设计旨在于通过所学知识，设计一个简单的高低位水箱供水系统，满足一些简单的基本功能。
为了满足该设计中提出的基本功能的要求，本次设计在主电路上采用两台电动机，且为三角形接直接启动的接法，同时采用了两个电源线圈对电机进行工作的控制，采用热继电器和低压断路器对电机进行过载和短路保护。
控制电路上，为了简单灵活起见，采用课堂中所学过的三菱F1系列的PLC进行控制。
再加入必需的一些压力继电器、按钮、开关、指示灯等。
从而基本形成了一个简单的高低位水箱供水系统。
本次设计旨在于学习和了解设计一个系统的流程和需要注意的问题，故在本设计中，主要进行的工作是设计系统原理图，画出系统的接线图和系统平面布置图，最后再进行控制柜大小的设计。
通过这些琐碎的工作，从而了解和掌握相关的设计方法和知识。
关键词：电动机PLC 原理图接线图布置图第一章引言随着我国城市化的不断发展，楼宇给水成为了一个新兴的行业，而对于不同的建筑，供水方式也各不相同，本设计主要针对低层建筑的供水设计，采用的是高低位水箱供水。
系统的分为自动和手动两种方式。
设计内容及要求：一、设计内容及要求通过对电气控制系统的设计，掌握电气控制系统设计的一般方法，能够设计出满足控制要求的电气原理图，以及安装布置图、接线图和控制箱的设计，具有电气控制系统工程设计的初步能力。
根据系统的控制要求，采用三菱F1 PLC为中心控制单元，设计出满足控制要求的控制系统。
二、设计原始资料1、高低位水箱均设水位信号器。
高位水箱水位达到低位，低位水箱水位达到高位时，水泵起动；高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位时，水泵停止。
2、两台水泵分工作泵和备用泵，可以互换，只有一台水泵工作。
当工作泵出现故障时，备用泵自投。
水泵功率5.5KW。
3、具有手动、自动工作方式。
4、各种指示及报警。
三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分1）系统工作原理说明2）操作使用说明。
2．图纸部分：1）电气原理图：主电路、控制电路、梯形图、指令系统。
2）电气箱面板布置图，电气箱内部布置图。
3）接线图。
（相对编号法）4）元件名细表。
5）控制箱尺寸。
第二章案的论证及方案确定本系统采用三菱F1系列的PLC控制两台水泵电机的工作，具有手动、自动工作方式，两台水泵分工作泵和备用泵，可以互换，只有一台水泵工作。
当工作泵出现故障时，备用泵自投；高低位水箱均设水位信号器。
高位水箱水位达到低位，低位水箱水位达到高位时，水泵起动；高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位时，水泵停止。
通过分析系统所需要的I/O口，可以选择PLC，由于F1系列的PLC种类很多，并且PLC的点数越多，价格越贵，因此应在程序上减少输入输出点数；为了减少点数，将手动的启停按钮用旋钮代替这样就节约了两个输入点，最终系统的输入为13点，输出为12点；考虑到经济和裕量的关系，我最终确定的是三菱F1-30MR的PLC。
第三章系统各部分的设计3.1主电路的设计由于两台泵，一台工作，一台作为备用泵，所以需要两台电机分别对其进行控制。
又由于功率都为5.5kw，所以可确定两台水泵电机均可直接启动。
同时，每个电机分别用1个接触器控制其电源,一个低压断路器进行该支路的短路保护，1个热继电器进行电机的过载保护1个压力继电器保证电机正常工作。
为了加强保护，在主干路上也设置了一个低压断路器。
即主电路的组成器件为：3个低压断路器，2个接触器的主触头，2个热继电器，2个压力继电器，2台三相交流电机。
主电路与控制电路见附页。
3.2控制电路的设计在本设计中，控制电路是由PLC进行控制的。
在进行一次又一次的设计和修改后，最后定下的电路有13个输入点，12个输出点，故最终决定采用三菱F1-30MR的PLC，该PLC有16个输入点，14个输出点，完全能满足本次设计的要求，并留有一定的余量。
该PLC的尺寸为：275*90*90。
系统的I/O分配表如下：输入输出1#机组手动启动按钮SB1 X400 1#电机工作线圈KM1 Y430 2#机组手动启动按钮SB1 X401 2#电机工作线圈KM2 Y4311#自投2#备用开关SA X402 高位水箱下限HL3 Y432手动/自动选择开关SA X403 低位水箱上限HL4 Y4331#自投2#备用开关SA X404 高位水箱上限HL5 Y434高位水箱下限接点S1 X405 低位水箱下限HL6 Y435低位水箱上限接点S2 X406 1#备用指示HL7 Y436高位水箱上限接点S3 X407 2#备用指示HL8 Y437低位水箱下限接点S4 X410 1#故障指示HL9 Y530 1#电机热保护触电FR1 X411 2#故障指示HL10 Y531 2#电机热保护触电FR2 X412 手动状态指示LH11 Y5321#水泵压力继电器接点SP1 X413 声音报警Y5332#水泵压力继电器接点SP2 X5003.3梯形图的设计与分析为了满足本次设计的基本要求和功能，梯形图设计如附录中原理图所示。
分析如下：3.3.1手动、自动的工作方式选择将旋钮SA拨至X403输入点所对应的档位时，系统将进入手动工作状态。
此时，若旋转SB1（SB2）至启动位置，则将启动1（2）号机组，若旋转SB1（SB2）至停机位置，则将关闭1（2）号机组；当将旋钮SA拨至X402输入点对应的档位时，则系统将进入自动工作状态，且1号机为自投，2号机位备用；当将旋钮SA拨至X404输入点对应的档位时，则系统将进入自动工作状态，且2号机为自投，1号机位备用；如果系统满足起泵条件，自投泵自投，直到满足停机条件时停机，在运行过程中，如果自投泵出现故障，备用泵将自动投入使用。
3.3.2机组的启动条件及操作使用在自动工况下，为了对高、低位水箱的高、低位进行检测，用了四个触点进行检测。
将四个触点分别接至PLC的X405，X406,X407，X410四个输入端。
根据设计要求，当高位水箱达到高位或者低位水箱达到低位时，水泵不启动；当高位水箱达到低位或者低位水箱达到高位时，应起泵。
在梯形图中，当X406或X405触点闭合时，则M201线圈得点，在使得M202（M203）线圈得电，最终使Y430（Y431）线圈的复位端接通，则系统将会启动；当X407或X410触点闭合时，将是线圈M201失电断开，则使得M202（M203）线圈失电，使得Y430（Y431）线圈失电，电机停止。
通过Y436和Y437线圈触头之间的互锁，使系统任一时刻，只能工作在气泵或不起泵状态，保证了系统的稳定性。
在手动情况下电机的启停不在受液位高低的控制，直接通过人为的操作来实现电机的启动和停止：旋转SB1（SB2）至启动位置，则将启动1（2）号机组，若旋转SB1（SB2）至停机位置，则将关闭1（2）号机组。
3.3.3备泵自投功能的实现设计任务中要求当工作泵出现故障时，应实现备泵自投的功能。
因此，在设计中，电机的启动方式除了自动和手动的启动方式外，应再加一种作为备泵自投的启动方式，即在在自动工作模式下确认工作泵出现故障时，在系统仍满足起泵的条件下，应在感应工作泵的故障线圈一旦得电，则备泵应立即启动。
因此将1号机组的故障线圈的常开触点Y530并在1号机组自动控制停止线圈M202的回路和2号机组启动线圈M203的回路上，这样当1号机故障时M202线圈失电1号机停止，同时M203得电启动2号机；同样，将2好机组的故障线圈的常开触点Y531并在并在2号机组自动控制停止线圈M203的回路和1号机组启动线圈M202的回路上，这样当2号机故障时M203线圈失电2号机停止，同时M202得电启动1号机,从而实现了备泵自投的功能。
3.3.4信号灯的指示在本次设计中，共使用了11个指示灯。
分别为1、2号电机的工作指示灯HL1，HL2，高位水箱下限指示灯HL3，低位水箱上限指示灯HL4,，高位水箱上限指示灯HL5，低位水箱下限指示灯HL6，1号机作为备用的指示灯LH7；2号机作为备用的指示灯HL8；1号机故障指示灯HL9，2号机故障指示灯HL10；手动工况指示灯HL11；单电机启动30秒后，压力检测起作用，如果压力没达到设定值，则认为是故障状态，此时发出故障提示，如果是在自动模式下还要是使备用泵自投。
3.3.5指令语言程序梯形图中对应的指令语言程序如下：指令数据指令数据指令数据LD X402 R M202 LD Y430 OR Y437 LD M202 OUT T450 ANI Y530 OUT Y430 K 30 OUT Y437 LD X403 LD Y431 LD X404 AND X401 OUT T451 OR Y436 LD Y436 K 30 ANI Y531 OR Y531 LD T450 OUT Y436 AND M201 AND X413 LD X405 ANI X403 OR X411 OR X406 ORB OR Y530 S M201 S M203 OUT Y530 LD X407 LD X403 LD T451 OR X410 ANI X401 AND X500 R M201 LDI X403 OR X412 LD X403 ANI M201 OR Y531 AND X400 OR Y531 OUT Y531 LD Y437 ORB LD X403 OR Y531 R M203 OUT Y532 AND M201 LD M203 LD Y432 ANI X403 OUT Y431 OR Y433 ORB LD X405 OR Y434 S M202 OUT Y432 OR Y435 LD X403 LD X406 OR Y530 ANI X400 OUT Y433 OR Y531LDI X403 LD X407 OUT Y533 ANI N201 OUT Y437 ENDOR Y530 LD X410ORB OUT Y435第四章元器件的选择及依据4.1 低压断路器的选择根据动力供电支线用断路器的动作电流整定原则，现采用非选择型二段式（过载延时及短路瞬动保护）保护，各参数计算如下：⑴ 断路器额定电压UN=380V。