水塔系统设计

水塔系统设计
机电工程学院 08电子1班袁明月、黄皓晖
指导老师：杨红副教授
一、系统组成
该系统有蓄水池、水塔、进水电磁阀、出水电磁阀、水泵及四个液位传感器S1、S2、S3、S4所组成。

液位传感器用于检测蓄水池和水塔的临界液位，其结构示意图如下所示：
二、控制要求
（1）按下启动按钮，进水电磁阀Y打开，水位开始上升。

（2）当蓄水池的水位达到其上水位界时，其上水位检测传感器（Ｓ３）输出信号，进水电磁阀Y关闭，水位停止上升。

（3）当蓄水池的水满时，水泵M开始动作，将蓄水池的水传送到水塔中去。

（4）当水塔的水位上升到其上水位界时，其上水位检测传感器（S1）输出信号，水泵M停止抽水。

（5）水塔的出水电磁阀根据用户用水的大小可进行调节，当水塔的水位下降到其下水位时，其下水位检测传感器（S2）停止输出信号，水泵会再次打开。

为了保
证水塔的水量，蓄水池也会在其水位处于下水位界（液体传感器S4没有信号）
时，自动打开进水电磁阀Y。

三、设计思路
本实验设计所用到的软件有三菱FXGPWIN和组态王（6.53版本）。

（1）PLC输入\输入接口分配:
（2）
（3）组态王界面设计图
（4）组态王界面设计操作
①在组态王开发系统中的“工具”选择4个“按钮”，依次排列，分别命名为“启动”、
“关闭”、“出水电磁阀（开）”、“出水电磁阀（关）”。

②在组态王开发系统按下F2启动图库，选择一个反应器（替代水塔），为了方便观看
反应效果，本设计采用前面为透明的反应器。

（带梯子的反应器在本设计只起到装饰美观作用）
③同样，在图库中选择一个“泵”。

④利用“工具箱”中的“线条”和“多边形”，手工绘制一个可透视的长方体蓄水池
（也可选一个反应器替代）。

⑤在图库选择4个传感器，分别放在水塔和蓄水池上下两个不同的位置。

⑥用管道（图库中选择）将蓄水池，泵，水塔一一连接起来。

为了直观，本设计在管
道中增添了圆角矩形，在实验中可看到流动效果。

⑦在图库选择两个阀门，分别放置于蓄水池进水口和水塔出水口。

⑧为了达到可控制水流速度，本设计增添了一个多边形，通过水平拉动即可调节水速。

⑨将各个设备变量名与数据词典进行关联即可。

（5）组态王“数据词典”定义如下变量：
（6）组态王“画面命令语言”中输入如下代码：
if(\\本站点\进水==1)
{\\本站点\水池=\\本站点\水池+5; /*蓄水池每个时间周期增加5%*/
\\本站点\进水口流动=\\本站点\进水口流动+20;}
if(\\本站点\进水口流动>20) /*当”启动”按钮启动时*/
\\本站点\进水口流动=0; /*进水口管道水流流动*/
if(\\本站点\泵==1)
\\本站点\泵水流动=\\本站点\泵水流动+20;
if(\\本站点\泵水流动>20)
\\本站点\泵水流动=0; /*当泵启动时，泵两边的管道水流流动*/
if(\\本站点\出水阀==1)
\\本站点\出水流动=\\本站点\出水流动+\\本站点\流速;
if(\\本站点\出水流动>20) /*出水阀启动时，管道水流开始滑动*/ \\本站点\出水流动=0;
if(\\本站点\水池>=80)
\\本站点\S3=1;
if(\\本站点\水池<80)
\\本站点\S3=0;
if(\\本站点\水池<20)
\\本站点\S4=0;
if(\\本站点\水池>=20)
\\本站点\S4=1; /*对应设置水池传感器的启动条件*/
if(\\本站点\泵==1) /*当泵启动的时候*/
{\\本站点\水池=\\本站点\水池-3; /*水池每个周期减少3%的水量*/
\\本站点\水塔=\\本站点\水塔+5;} /*水塔每个周期增加5%的水量*/
if(\\本站点\出水阀==1) /*当出水阀打开的时候，水塔的水量减少*/ \\本站点\水塔=\\本站点\水塔-\\本站点\流速; /*每个时间周期*/
/*水量减少的大小由流量开关控制*/ if(\\本站点\水塔<20)
\\本站点\S2=0 ;
if(\\本站点\水塔>=20)
\\本站点\S2=1;
if(\\本站点\水塔>=80)
\\本站点\S1=1;
if(\\本站点\水塔<80)
\\本站点\S1=0; /*对应设置水塔传感器的启动条件*/
四、实验现象
按下“启动”按钮，进水电磁阀Y打开，进水管道蓝色条纹开始流动，蓄水池水位开始上升（可看到池内的蓝色逐渐填充）。

当蓄水池积水达到80%（本设计设定是80%）时，传感器S3会启动，同时，进水阀会关闭，水位停止上升。

当蓄水池的水满时，水泵M开始动作，将蓄水池的水传送到水塔中去（蓄水池到水塔之间的蓝色条纹会流动，水塔的蓝色开始
填充）。

当水塔水位达到80%时，传感器S1开始工作，水泵停止工作。

当滑动出水电磁阀开关的时候，水塔开始放水，用户可以根据需求滑动开关即可调节出水大小。

当水塔的水位低于20%时，触发传感器S2，水泵会再次打开，同时，水池也会在其水位处于下水位界（液体传感器S4没有信号）时，自动打开进水电磁阀。