PLC水箱水位控制
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。
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。
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。
目录中文摘要 (I)1 绪论 (2)1.1 PLC的产生、定义及现状 (2)1.1.1PLC的产生、定义 (2)1。
1.2PLC的发展现状 (2)1.2过程控制的发展 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3本文研究的目的、主要内容 ................................................................. 错误!未定义书签。
1。
3.1本文研究的目的、意义 ........................................................... 错误!未定义书签。
1.3.2本文研究的主要内容 .................................................................. 错误!未定义书签。
2 FX2系列PLC和控制对象介绍 (2)2.1 三菱PLC控制系统 (2)2。
1.1 CPU模块 (3)2。
1.2 I/O模块 (3)2.1。
3电源模块 (4)2。
PID水箱水位PLC控制
微分（D）调节器
根据误差信号的微分进行调节，误差越大，调节幅度 越大。
PID控制器的参数
Kp
比例系数，影响系统的响应速度和调节精度。
Ki
积分系数，影响系统的稳态误差和积分项的 强度。
Kd
微分系数，影响系统的动态性能和超调量。
PID控制器的优点
05 实际应用与效果分析
实际应用情况
应用场景描述
控制策略实施
硬件配置
PID水箱水位控制广泛应用于工业和 民用领域，如水处理、冷却塔、锅炉 系统等。通过PLC（可编程逻辑控制 器）实现自动化控制，确保水箱水位 稳定，满足工艺需求。
在PLC控制系统中，PID算法用于调节 水箱进水和出水流量，以维持设定水 位。通过实时监测水位传感器信号， PLC计算偏差并输出控制信号至执行 机构。
PID水箱水位PLC控 制
目录
CONTENTS
• PID控制原理 • PLC简介 • PID水箱水位控制系统 • PID水箱水位PLC控制实现 • 实际应用与效果分析 • 结论与展望
01 PID控制原理
PID控制器的组成
比例（P）调节器
根据误差信号的大小进行调节，误差越大，调节幅度 越大。
积分（I）调节器
04 PID水箱水位PLC控制实 现
PLC选型与配置
PLC型号选择
根据控制需求和规模，选择合适 的PLC型号，确保其具有足够的输 入输出点数、处理速度和通讯接 口。
I/O模块配置
根据水位检测和阀门控制等需求， 配置适当的输入输出模块，包括 模拟量输入输出、数字量输入输 出等。
通讯设置
根据需要，配置PLC的通讯接口， 如RS485、以太网等，以便与上 位机或其他设备进行数据交换。
PLC水箱水位控制
自动化系统集成与调试实训报告本课程为自动化集成与调试，实际上就是让我们用PLC控制水箱打水。
由于实训前接触过类似的程序与硬件，所以做起来相对简单。
第一周实训，一开始长江老师让我们重新复习之前所学。
我们组并没有急着开始做项目，而是认真的检查电源，传感器，变频器等硬件是否完好。
然后再由徐同学与李同学完成硬件的接线，张组长则与吴同学完成程序的编写。
一、接线图：S7-300模拟量输入输出模块、S7-300数字量输入输出模块、传感器以及变频器的接线（注意：用灰色细线将变频器3号端子接PLC数字量输出端子，变频器7号端子接PLC的M端，变频器9号端子接PLC模拟量输出端子，变频器10号端子接PLC模拟量COM端；用红、蓝、黑三种粗线将水箱抽水泵和变频器的U、V、W、PE端子对应接好）。
二、项目要求：我们所做的项目如下（一）项目一、PLC控制变频器打水本项目总任务是通过PLC、变频器控制水泵打水。
任务一、G110变频器参数设置及快速调试任务二、PLC控制变频器打水的组态、编程及仿真任务三、S7-300模拟量输出模块与接线任务四、现场实际调试与运行（二）项目二、水箱液位的测量本项目总任务是通过PLC、变频器控制实现水箱液位的测量任务一、水箱液位测量的组态、编程及仿真任务二、现场接线任务三、现场实际调试与运行（三）项目三、水箱液位两位式调节本项目总任务是通过PLC、变频器、传感器监测水位控制水泵打水，当测量值大于高限值，变频器停止，水泵停止打水；当测量值小于低限值，变频器启动，水泵打水，当测量值在高限值与低限值之间时，变频器保持原状态。
任务一、水箱液位两位式调节的组态、编程及仿真运行任务二、水箱液位两位式调节现场实际调试与运行（四）项目四、水箱液位PID控制总任务是调用PID模块使变频器的频率自动调节任务一、了解PID调节的原理任务二、水箱液位PID控制的组态、编程及仿真任务三、水箱液位PID控制的现场接线任务四、箱液位PID控制的现场调试与运行（五）项目五水箱液位的WinCC监控通过WinCC的新建变量与PLC S7-300的程序地址的连接，达到用WinCC监控水箱水位的目的。
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
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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
基于PLC的水箱液位PID控制
基于PLC的水箱液位PID控制摘要本设计的课题是基于PLC的水箱液位PID控制。
在设计中，主要是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文设计中用到的PID算法较多，而在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， S7-200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：S7-200系列PLC，控制对象特性，PID控制算法，PID指令，The liquid level control system based on PLCAuthor：Yan ZhengjunTutor：Wang HongweiABSTRACTThe subject of graduation design is based on PLC, liquid level control systemdesign. In the design, the author is mainly responsible for the mathematical model andcontrol algorithm design, so the design used in the paper referred to was more PIDalgorithm, 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 curveanalysis, S7-200 series PLC hardware control, PID tuning parameters and variousparameters of the control performance comparison, the application PID controlalgorithm obtained experimental curve analysis, the entire system, introduce andexplain the various parts of the PLC process control commands to control the tanklevel PID instruction.Keywords：S7-200 series PLC, PID control algorithm, to expand the criticalproportion method, PID instruction,目录第一章绪论............................................................. 错误!未定义书签。
plc水箱水位控制课程设计
plc水箱水位控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作过程。
2. 学生能掌握水箱水位控制系统的组成、功能及相互关系。
3. 学生能了解并运用水位传感器进行水位信号的采集和处理。
技能目标：1. 学生能运用PLC编程软件进行水箱水位控制程序的编写和调试。
2. 学生能通过实际操作，完成水箱水位控制系统的搭建和故障排查。
3. 学生能运用相关工具和仪器进行水位控制系统的性能测试和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，积极探索PLC技术在工程领域的应用。
2. 培养学生团队协作意识，学会与他人共同解决问题，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生的环保意识，了解水位控制技术在节能减排方面的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能独立完成水箱水位控制系统的设计方案。
2. 学生能运用所学知识，编写并调试PLC程序，实现水位控制功能。
3. 学生能通过实验报告、口头汇报等形式，展示水箱水位控制系统的搭建过程及成果。
4. 学生在课程结束后，能对PLC技术在水处理、化工等领域的应用进行初步分析，并提出自己的见解。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. PLC基本原理与结构：介绍PLC的组成、工作原理、性能指标等，使学生了解PLC的基础知识。
关联教材章节：第一章PLC概述。
2. 水箱水位控制系统组成：讲解水箱水位控制系统的各个组成部分，包括水位传感器、执行器、PLC等，并分析它们之间的相互关系。
关联教材章节：第二章PLC控制系统设计。
3. PLC编程软件的使用：教授PLC编程软件的基本操作，包括程序编写、调试和下载等，使学生掌握PLC编程的基本技能。
关联教材章节：第三章PLC编程技术。
4. 水位控制程序编写与调试：指导学生编写水位控制程序，并进行调试，实现水箱水位的自动控制。
关联教材章节：第四章PLC应用实例。
关于西门子S7-200PLC控制的单水箱液位控制系统
关于西门子S7-200PLC控制的单水箱液位控制系统摘要：本文涉及西门子S7-200 PLC控制的单水箱液位控制系统，主要介绍了该系统的硬件组成、软件设计及控制方法。
通过采用传感器测量水箱液位，利用PLC进行数据处理和动作控制，实现了液位的自动控制。
该系统具有良好的控制精度和稳定性，能够满足单水箱液位控制的需求。
关键词：西门子S7-200 PLC，单水箱液位控制，传感器，自动控制正文：一、概述单水箱液位控制系统主要是通过对装置液位的检测、处理、控制实现液位的自动控制。
本文主要介绍基于西门子S7-200PLC 控制的单水箱液位控制系统。
二、系统硬件该系统的硬件由传感器、PLC、继电器、驱动器等组成。
其中：1. 传感器：采用超声波液位传感器，检测水箱液位高度，并将检测到的液位信号传输给PLC。
2. PLC：采用西门子S7-200 PLC，负责对液位信号进行处理，控制继电器进行开关控制。
3. 继电器：用于控制电泵、水泵等设备的开关控制，并将PLC输出的控制信号转化为继电器输出的开关信号。
4. 驱动器：用于控制电动阀门、水泵等设备的启动和停止。
三、系统软件PLC 控制器运行的程序是实现系统控制的关键，本系统采用Ladder Diagram（梯形图）语言进行程序设计。
具体实现步骤如下：1. 液位检测：通过设置输入端口，读取超声波液位传感器检测到的水位高度信号，并将其转化为PLC可以识别的数字信号。
2. 控制逻辑：根据设定的控制目标进行逻辑运算，以控制电泵、水泵等设备的开关控制。
3. 输出控制：根据控制逻辑的结果，设置输出端口，将PLC处理后的控制信号通过继电器输出，实现对水泵等设备的动作控制。
4. 系统监控：设置监控程序，实时监测PLC的运行状态，并对系统的运行状态进行判断，以保证系统的正常运行。
四、系统控制方法根据液位反馈信号，PLC控制程序可以根据设定的控制目标来判断控制条件。
将液位传感器所检测到的水位高度转换为数位信号后，PLC程序可以计算液位高度和液位与设定值之间的偏差，进而控制水泵等设备的开关控制。
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。
PLC水箱自动水位控制器设计
三菱PLC(核心控制部件)，高低位水箱的水位检测电路（由两个浮球液位开关将高低水位信号传送给PLC），水泵电动机控制电路（PLC控制启停及主备切换）；所用软件为GX WORK2和组态王。
五、系统设计方案
5.1系统总体设计
系统总体结构框图见附录1。
5.2系统工作原理
水箱水位自动控制系统由三菱PLC(核心控制部件)，高低位水箱的水位检测电路（高低水位信号传送给PLC），水泵电动机控制电路（PLC控制启停及主备切换）组成；通过水位检测电路测得水箱的水位信号交由PLC处理，再由PLC对水泵电动机控制电路进行控制，该过程可由上位机的组态软件进行监控，本次设计在传统的水塔、水箱供水的基础上，加入了PLC及液压变送器等器件．利用PLC和组态软件来实现水塔水位的控制．提供了一种实用的水箱水位控制方案。系统启动时，关闭出水口，控制输入控制液体阀，使水位达到满水位的75%，然后打开出水口，这种切换由一个输入的数字量控制，水池也有两个检测装置，得到的相关信息可对PLC进行调节。
随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器—接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器—接触器控制。
（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。
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。
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自动化系统集成与调试实训报告
自动化系统集成与调试
实训报告
本课程为自动化集成与调试，实际上就是让我们用PLC控制水箱打水。
由于实训前接触过类似的程序与硬件，所以做起来相对简单。
第一周实训，一开始长江老师让我们重新复习之前所学。
我们组并没有急着开始做项目，而是认真的检查电源，传感器，变频器等硬件是否完好。
然后再由徐同学与李同学完成硬件的接线，张组长则与吴同学完成程序的编写。
一、接线图：
S7-300模拟量输入输出模块、S7-300数字量输入输出模块、传感器以及变频器的接线（注意：用灰色细线将变频器3号端子接PLC数字量输出端子，变频器7号端子接PLC的M端，变频器9号端子接PLC模拟量输出端子，变频器10号端子接PLC模拟量COM端；用红、蓝、黑三种粗线将水箱抽水泵和变频器的U、V、W、PE端子对应接好）。
二、项目要求：
我们所做的项目如下
（一）项目一、PLC控制变频器打水
本项目总任务是通过PLC、变频器控制水泵打水。
任务一、G110变频器参数设置及快速调试
任务二、PLC控制变频器打水的组态、编程及仿真
任务三、S7-300模拟量输出模块与接线
任务四、现场实际调试与运行
（二）项目二、水箱液位的测量
本项目总任务是通过PLC、变频器控制实现水箱液位的测量
任务一、水箱液位测量的组态、编程及仿真
任务二、现场接线
任务三、现场实际调试与运行
（三）项目三、水箱液位两位式调节
本项目总任务是通过PLC、变频器、传感器监测水位控制水泵打水，当测量值大于高限值，变频器停止，水泵停止打水；当测量值小于低限值，变频器启动，水泵打水，当测量值在高限值与低限值之间时，变频器保持原状态。
任务一、水箱液位两位式调节的组态、编程及仿真运行
任务二、水箱液位两位式调节现场实际调试与运行
（四）项目四、水箱液位PID控制
总任务是调用PID模块使变频器的频率自动调节
任务一、了解PID调节的原理
任务二、水箱液位PID控制的组态、编程及仿真
任务三、水箱液位PID控制的现场接线
任务四、箱液位PID控制的现场调试与运行
（五）项目五水箱液位的WinCC监控
通过WinCC的新建变量与PLC S7-300的程序地址的连接，达到用WinCC监控水箱水位的目的。
任务一、WINCC的新建工程及项目组态
一、创建新项目
二、组态变量
任务二、创建过程画面并运行调试
第一阶段：WinCC控制变频器打水
第二阶段：两位控制
第三阶段：PID控制
第四阶段：变量记录
一、过程值归档
二、输出过程值归档
第五阶段：报警记录
一、组态报警
二、组态模拟量报警
（六）项目六、反馈控制系统
1、负反馈控制系统：
由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。
反馈控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。
所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。
在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通
自动化系统集成与调试实训报告
路，两者组成一个闭合的回路。
因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。
反馈控制是自动控制的主要形式。
反馈可分为负反馈和正反馈。
前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。
负反馈是经典控制论中的术语。
是指系统受到外界的和内部的干扰时，系统能控制住干扰。
或是消除干扰，或是把干扰控制在系统能够承受的范围内。
反馈控制系统由控制器、执行器、被控对象和反馈环节组成（见图）。
图中带叉号的圆圈为比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。
这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。
以水箱打水控制为例，被控对象为水箱；控制器为PLC；执行器为变频器；反馈环节为传感器；输出信号为实际水位；输入信号为设定水位；控制信号为电压；执行信号为频率。
水箱打水反馈系统工作过程：首先设定水箱的水位值，如果实际水位低于或高于这个水位，那么就生成一个偏差值给PLC，由PLC发出一个电压信号给变频器，再由变频器发出一个频率给水泵致使水泵开始打水或停止打水。
2、水箱打水控制过程：
当传感器检测到水位高或低时，通过模拟量输入AI，将检测到PIW256的量传递给FC105，经FC105转化成数字量MD8信号送到FB41，经过FB41处理后给出MD100信号到FC106，FC106又将数字量转成模拟量给出PQW256信号到AO，AO输出一个0-10V的电压给变频器，从而控制变频器频率。
由于张组长实力超群，前几个项目都按时并且按照老师的要求顺利完成。
后面几个项目由于PC机的内存卡出了问题，完成的速度有所减缓，但是经过全组人员的努力还是把这难关攻克。
不知不觉就来到了最后的项目，再加上老师的新要求，项目难度加大，一时难倒了我们。
然而张组长再次发挥神奇，还有长江老师的悉心指导，把程序做了出来。
三、PLC组态：
分析：在组态过程中，主站与从站所对应的MPI地址必须是不重复的。
自动化系统集成与调试实训报告四、程序如下图：
主站PLC程序
自动化系统集成与调试实训报告
从站PLC程序
自动化系统集成与调试实训报告
五、I/O分配表如下：
主站
I124.3 启动按钮
I124.2 停止按钮
PIW256 传感器实际液位测量
从站
I124.0 启动按钮
PIW260 传感器实际液位测量
最后一步是WinCC画面监控，画面选择的是李同学设计的柔和水蓝色界面，变量的连接则由张组长来建立并联接。
六、WinCC无法激活解决办法：
1、查看授权是否完整，如果授权缺失，请授权后再重新启动；
2、不要将项目放在在中文目录下；
自动化系统集成与调试实训报告
3、检查安装的s7和wincc版本是否冲突；
4、关闭杀毒软件，重新启动；
5、服务器名称是否和计算机名相同；
6、用项目移植器移植一下，再重新打开；
7、WinCC5.x使用时应该安装Step75.2安装盘内的WinCC Hotfix补丁；
8、有时候把系统语言改成英语就OK了；
9、重新安装一下WinCC就可以了；
10、打开控制面板里IMATIC WORKSTA TION，STARTSERVER后重新启动即可；
强制关闭后如何再次激活WinCC
WINCC激活时常常会卡住，这是很常出现的问题，这个时候就需要在任务管理器中强制关闭激活画面。
但是当再次打开WIINCC时就再也无法激活了，这个时候也无法复制WINCC的目录所以无法保存在U盘。
由于我们学校电脑中重起电脑后系统就还原了，所以前面的工夫就白费了。
解决方法
在任务管理器中的进程选项卡中，将提示的正在使用的进程关闭。
一般都是提示CCtextServer.exe这个进程正在运行，在进程中关闭这个进程后就可以将程序复制到U盘了。
然后重启电脑可以再次激活程序。
七、WinCC界面图：
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八、变量连接图：
九、实训总结：
二周的自动化系统集成与调试的实训就要马上过去了，期间，经过我们小组的不懈努力，终于完成了老师要求的实训项目。
在实训的第一周，我们检查了电源，PLC，变频器，电机等元器件的好坏。
其中，我们PLC用的是CPU313C-2DP,我们的PLC的DI/DO模块没有连接好，所以我们找来螺丝刀进行维修，终于把PLC 给维修好。
我们用简单的程序来验证PLC的每一个输入输出模块，发现加了FC106或FC105指令后，程序下载不进去，提示PLC内存卡的内存不够，于是我们找到了几张内存卡，发现只有同样是CPU313C-2DP 的内存卡才能够使用。
检查到最后，我们就只留下了PLC的电源、CPU（自带DI/DO）、外部AI/AO模块，然后我们连接好PLC、变频器、水箱，调节好变频器的参数，控制水箱打水。
接下来我们是进行现场总线的连接，我们先组态好主站、从站，然后用PROFIBUS线连接好主站与从站，将从站挂到主站上，然后建立好带8个字节的通信区，修改好下载方式。
在从站程序中调用FC1、FC2指令，用于主站与从站之间的通信。
加入PID调节，程序编写好之后，连接好传感器，再进行下载，实现了水箱液位的测量、两位式调节，PID控制。
第二周，我们开始做WINCC的液位监控，先组建好变量，然后做好WINCC监控画面，连接好变量，实现了WINCC控制变频器打水，液位的调节，各种变量的变化情况。
对过程值归档、输出过程值归档，做好报警记录。
虽然只有二周的实训，但是我们学到了很多，以前对现场总线的认识不是特别清楚，经过实训后，让我们对以前所学的知识进行了一次大的汇总。
在整个实训过程中，我们也遇到了许许多多的问题，在老师和同学的帮助下，我们克服各种困难，终于做好了实训项目。
不知道问题要查阅资料，不断的与老师同学沟通，不断的思考，只要这样，才能更好的解决问题，才能不断的提升我们自己。
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