基于PLC的水塔水位控制系统设计-plc水塔水位控制课程设计

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水塔水位PLC自动控制系统

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)

水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统PLC设计1水塔水位控制系统PLC硬件设计

1.1、水塔水位控制系统设计要求

水塔水位控制装置如图1-1所示

水常水位擁制

51- -表示水塔的水位上限，

52- -表示水塔的水位下限，

53- -表示水池水位上限，

54- -表示水池水位下限，

M1为抽水电机，Y为水阀。

图1-1水塔水位控制装置

水塔水位的工作方式:

当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON水阀丫打开（丫为ON , 开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF，则系统发出报警（阀丫指示灯闪烁），表示阀丫没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF表示水位

高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON阀丫关闭（丫为OFF。

当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2 为ON ,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时（水塔上限水位开关S1为OFF ，电机M停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动）

1.2水塔水位控制系统主电路

水塔水位控制系统主电路如图1-2所示:

图1-2水塔水位控制系统主电路

1.3、I/O接口分配

水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。

1.4、水塔水位控制系统的I/O 接线图

这是一个单体控制小系统，没有特殊的控制要求，它有5个开关量，开关量

输出触点数有8个，输入、输出触点数共有13个，只需选用一般中小型控制器即可。据此，可以对输入、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统的

水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统P L C设计(总10

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水塔水位控制系统PLC设计

1、水塔水位控制系统PLC硬件设计

、水塔水位控制系统设计要求

水塔水位控制装置如图1-1所示

S1---表示水塔的水位上

限，S2---表示水塔的水

位下限，S3---表示水池

水位上限，

S4---表示水池水位下

限，M1为抽水电机，

图1-1 水塔水位控制装置

水塔水位的工作方式：

当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON，水阀Y打开（Y为ON），开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF），则系统发出报警（阀Y指示灯闪烁），表示阀Y没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON，阀Y 关闭（Y为OFF）。

当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为ON），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时（水塔上限水位开关S1为OFF），电机M停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动）

水塔水位控制系统主电路

水塔水位控制系统主电路如图1-2所示：

L1L2L3

图1-2 水塔水位控制系统主电路

、I/O接口分配

水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。

表1-1 水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表

这是一个单体控制小系统，没有特殊的控制要求，它有5个开关量，开关量输出触点数有8个，输入、输出触点数共有13个，只需选用一般中小型控制器即可。据此，可以对输入、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统的I/O 接线图如图1-3所示。

《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

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

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。

基于PLC水塔水位控制系统的设计

摘要

随着世界人口的不断增长，人们生活用水的增加，早先采取的继电器作为水塔水位的自动控制系统，由于频繁操作，会产生机械电气磨损，而且维护和更新的不方便，已经不能满足人们赋予这个时代的实际需求。

本文采用的是三菱F1系列PLC可编程序控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，经A/D 转换后，进行数据比较，来控制抽水电机的动作，同时进行数据还原，显示水位具体信息，如果水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号。

本篇论文以一个水塔水位控制系统的分析、设计和开发的全过程为主线，给出了基于PLC水塔水位控制系统的设计和实现的具体过程，特别在细节上分析了其功能的实现思想，较全的阐述了建立一个系统应该遵循的分析方法。

关键词：自动控制，三菱F1系列，传感器，报警

第一章前言 (1)

1.1可变程序控制器的研究背景 (2)

1.2 PLC的发展 (3)

1.3 PLC的基本结构 (4)

1.4 PLC的特点 (5)

1.5 PLC的工作原理 (6)

第二章水塔水位系统PLC硬件设计 (7)

2.1水塔水位控制系统要求 (8)

2.2水塔水位控制系统主电路 (9)

2.3 I/O口的分配 (10)

2.4水塔水位系统的输入/输出设备 (11)

第三章水塔水位系统的PLC软件设计 (12)

3.1 水位控制系统的工作过程 (13)

3.2程序流程图 (14)

3.3 梯形图 (15)

水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统PLC 设计

1、水塔水位控制系统PLC 硬件设计 1.1、水塔水位控制系统设计要求

水塔水位控制装置如图1-1所示

图1-1 水塔水位控制装置

水塔水位的工作方式：

当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON ，水阀Y 打开（Y 为ON ），开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF ），则系统发出报警（阀Y 指示灯闪烁），表示阀Y 没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON ，阀Y 关闭（Y 为OFF ）。

当S4为OFF 时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为ON ），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时（水塔上限水位开关S1为OFF ），电机M 停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动）

1.2 水塔水位控制系统主电路

水塔水位控制系统主电路如图1-2所示：

M 3~

L1L2

S1---表示水塔的水位上限，S2---表示水塔的水位下限，S3---表示水池水位上限， S4---表示水池水位下限，M1为抽水电机，Y 为水阀。

图1-2 水塔水位控制系统主电路

1.3、I/O 接口分配

水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配如表1-1所示。

表1-1 水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配表

符号地址绝对地址数据类型说明 1 S1 I0.1 BOOL 水塔上限水位 2 S2 I0.2 BOOL 水塔下限水位 3 S3 I0.3 BOOL 水池上限水位 4 S4 I0.4 BOOL 水池下限水位 5 START I0.0 BOOL 控制开关 6 Y Q0.1 BOOL 水阀 7 M1 Q0.2 BOOL 抽水电机 8 Q0.3 BOOL 水池下限指示灯 9 Q0.4 BOOL 水池上限指示灯 10 Q0.5 BOOL 水塔下限指示灯 11 Q0.6 BOOL 水塔上限指示灯 12 Q0.7 BOOL 报警指示灯 1.4、水塔水位控制系统的I/O 接线图

基于PLC的水塔水位自动控制的设计

编号：_______________

商丘科技职业学院

毕业论文（设计）

题目基于PLC的水塔水位自动控制的设计

系别机电工程系

专业电子信息工程与技术

学生姓名姚抗

成绩

指导教师高善坤

概述 ................................................................................................................................. Abstract ......................................................................................................................... I 前言 . 0

一、可编程控制器 (1)

1.1 PLC的定义及其分类 (1)

1.2 PLC硬件的结构及其各部分的作用 (2)

1.3 PLC的工作原理 (4)

1.4 PLC的特点及发展方向 (4)

二、PLC对水塔水位的控制 (6)

2.1水塔水位控制要求 (6)

2.1.1 蓄水池的水位控制要求 (7)

2.1.2 水塔水箱的水位控制要求 (7)

2.2 选择机型 (8)

2.3 PLC输入 /输出信号及地址分配 (8)

2.4电气连接图 (9)

2.5 PLC水塔水位的控制程序 (9)

2.6系统调试 (12)

结束语 (13)

参考文献 (14)

致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

基于PLC水塔水位控制系统的设计

重庆科技学院

高等教育自学考试本科毕业论文

基于PLC控制系统的水塔水位设计

考生姓名：李寿宁准考证号： 011810102336 专业层次：本科院（系）：机械与动力工程学院指导教师：刘静职称：讲师

重庆科技学院

二0一二年九月二十日

重庆科技学院

高等教育自学考试本科毕业论文

基于PLC控制系统的水塔水位设计

考生姓名：李寿宁

准考证号： 011810102336

专业层次：本科

指导教师：刘静

院（系）：机械与动力工程学院

重庆科技学院

二0一二年九月二十日

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。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。但是随着世界人口的不断增长，人们生活用水的增加，以往采用的继电器水塔水位自动控制系统由于频繁操作会产生机械磨损，不方便维护和更新，已经不能满足人们的实际需求，本文采用的是PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能进行性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔水位的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，经A/D转换后，进行数据比较，来控制抽水电机的动作，同时进行数据还原，显示水位具体信息，如果水位低于或高于某个设定值是，就会发出危险报警的信号。本文以一个水塔水位控制系统的设计过程，给出了基于PLC水塔水位控制系统的设计好实现的具体过程。

基于PLC的水塔水位控制系统设计

毕业设计（论文）

基于PLC的水塔水位控制系统设计

学生：

学号：

专业：自动化

班级：

指导教师：

自动化与电子信息学院

二O一一年六月

基于PLC的水塔水位控制系统设计

摘要

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。然而随着世界人口的不断增长，人们生活用水的增加，以往采用的继电器水塔水位自动控制系统由于频繁操作会产生机械磨损，不方便维护和更新，已经不能满足人们的实际需求，本文采用的是西门子S7-200系列小型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能进行性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔水位的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，经A/D转换后，进行数据比较，来控制抽水电机的动作，同时进行数据还原，显示水位具体信息，如果水位低于或高于某个设定值是，就会发出危险报警的信号。本文以一个水塔水位控制系统的设计过程，给出了基于PLC水塔水位控制系统的设计好实现的具体过程。

关键词：水位控制，西门子S7-200 ，传感器

本科毕业（设计）论文

ABSTRACT

Based on PLC towers water level control system design

In the industrial and agricultural production process, often need to measure and control thewater level. Water level control applications in everyday life are very wide, such as water towers, groundwater, hydropower and other water level control case. But with the growing world population, it is the increase in water, relay towers used in the past, the water level automatic control system operation due to the frequent cause mechanical wear, convenient maintenance and updating can no longer meet the actual needs of the people, the paper used Siemens PLC S7-200 programmable controller as a series of small water tower water level automatic control system core, the water level of the tower the functions of automatic control system of the requirement analysis. Main achieved is through the actual water level sensor detects the water tower, specific information will be transmitted to the water level control module consisting of PLC, the A / D conversion, to compare data, to control the pumping action of the motor, while data reduction, the indicated level specific information, if the water level lower or higher than a set value, we will send the hazard warning signal. In this paper, a water tank level control system design process, the water tower level control system based on PLC design a good implementation of the specific process.

基于plc水塔水位自动控制系统设计(毕业论文)

基于PLC的水塔水位自动控制系统设计

摘要：

本论文设计了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的水塔水位自动控制系统。该系统通过PLC对水塔水位进行实时监测和控制，实现了水塔水位的稳定控制和节约水资源的目标。本论文详细介绍了系统的硬件组成、软件设计和系统调试，为读者提供了一种实用的水塔水位自动控制方案。

一、引言

水塔是城市供水中重要的基础设施之一，它起到了调节和储存水的作用。传统的水塔水位控制主要依靠人工操作，存在着很多问题，如操作不及时、水资源浪费等。因此，设计一种基于PLC的水塔水位自动控制系统，可以提高水塔的运行效率和水资源利用率。

二、系统需求分析

本系统需要实现以下功能：

1.实时监测水塔水位；

2.根据水位自动控制水泵的启停；

3.实现水塔水位的自动调节；

4.防止水泵过载和干运转等异常情况；

5.实现远程监控和管理。

三、系统设计

1.硬件组成

2.本系统主要由PLC、水位传感器、水泵、电动阀门、通信

模块等组成。其中，PLC作为核心控制单元，负责数据处理和控制输出；水位传感器监测水塔水位；水泵和电动阀门负责水流的控制；通信模块实现数据传输和远程监控。

3.软件设计

4.本系统的软件设计主要包括PLC程序设计和上位机监控软

件设计。PLC程序主要实现数据采集、逻辑控制和水泵启停等功能；上位机监控软件则通过组态软件实现数据的实时显示、参数设置和远程控制等功能。

5.系统调试

6.在系统调试过程中，我们进行了硬件和软件的测试，验证

了系统的稳定性和可靠性。同时，我们还对系统的节能效果进行了评估，结果表明本系统可以有效地节约水资源。

水塔水位plc课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在水塔水位控制中的应用；

2. 学生能够掌握水塔水位控制系统的设计流程，包括传感器的使用、PLC编程以及执行机构的控制；

3. 学生能够解释水位控制中涉及到的物理概念，如液位、压力、浮力等，并与实际控制系统相结合。

技能目标：

1. 学生能够操作PLC编程软件，设计并实现简单的水位控制程序；

2. 学生能够运用问题解决策略，对水位控制系统进行调试和故障排除；

3. 学生通过小组合作，能够协同完成一个综合性的水塔水位PLC控制项目。情感态度价值观目标：

1. 学生将培养对自动化控制技术的兴趣，认识到其在工业和日常生活中的重要性；

2. 学生通过实践活动，培养创新意识和工程思维，增强解决实际问题的信心；

3. 学生在小组合作中学会尊重他人意见，培养团队协作精神和责任感。

课程性质分析：本课程属于技术应用型课程，结合物理原理与工程技术，强调理论与实践的结合。

学生特点分析：考虑到学生处于高年级，具备一定的物理知识和逻辑思维能

力，能够理解较为复杂的控制系统，并具备初步的PLC操作能力。

教学要求：课程需以学生为中心，采用项目驱动教学法，鼓励学生动手实践，通过实际操作达到知识的内化和技能的提升。通过具体的学习成果分解，教师可以有效地进行教学设计和评估，确保学生在知识掌握、技能应用和情感态度价值观形成方面均能取得实质性进步。

二、教学内容

1. PLC基础原理

- PLC的结构与工作原理

- 常见输入/输出设备的使用

2. 水塔水位控制系统组成

水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统PLC 设计

1、水塔水位控制系统PLC 硬件设计 1.1、水塔水位控制系统设计要求

水塔水位控制装置如图1-1所示

图1-1 水塔水位控制装置

水塔水位的工作方式：

当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON ，水阀Y 打开（Y 为ON ），开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超过水池下限液位开关时（S4还不为OFF ），则系统发出报警（阀Y 指示灯闪烁），表示阀Y 没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON ，阀Y 关闭（Y 为OFF ）。

当S4为OFF 时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为ON ），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时（水塔上限水位开关S1为OFF ），电机M 停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能启动）

1.2 水塔水位控制系统主电路

水塔水位控制系统主电路如图1-2所示：

M 3~

L1L2

S1---表示水塔的水位上限，S2---表示水塔的水位下限，S3---表示水池水位上限， S4---表示水池水位下限，M1为抽水电机，Y 为水阀。

图1-2 水塔水位控制系统主电路

1.3、I/O 接口分配

水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配如表1-1所示。

表1-1 水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配表

水塔水位控制系统--plc课程设计报告

《电气控制及PLC》课程设计姓名：

班级：

学号：

成绩：

本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。

一、工艺流程及分析 (2)

二、设备选型 (5)

三、输入输出端口分配 (5)

四、输入输出硬件接线图 (5)

五、程序设计 (5)

六、总结 (8)

一、工艺流程及分析

1. 水塔水位控制系统：

2. 水塔水位控制系统的工作方式

当水池水位低于低水位界限时（S4为OFF时表示），报警灯2报警，阀门Y 打开给水池注水；10S后，如果S4继续保持OFF状态，表示阀门Y没有进水，出现了故障，报警灯2继续报警；如果S4为ON状态，表示水池水位开始升高，报警灯2解除。

当水塔水位低于低水位界限时（S2为OFF时表示），报警灯1报警，水泵M 开始从水池中抽水；10S后，如果S2继续保持OFF状态，表示水泵M没有抽水，出现了故障，报警灯1继续报警；如果S2为ON状态，表示水塔水位开始升高，报警灯1解除。

当水塔水位低于S2时，水泵M运行并开始抽水；直至水位到达高水位界限S1。由于水塔要供水，所以水位会下降，当水塔水位介于S1和S2之间，不需要水泵M运行，避免水泵频繁启停。当水塔水位再一次低于S2时，水泵M运行

并开始抽水，直至水位到达高水位界限S1时，水泵M停止运行。