毕业设计 水塔水位自动控制系统 -(DOC)

摘要供水是一个关系国计民生的重要产业。

随着社会的发展和人民生活水平的提高，对城市供水提出了更高的要求，要满足及时、准确、安全保证充足供水，如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。

可编程控制器( PLC) 因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。

本文针对目前比较流行的控制技术，利用PLC和传感器构成了水塔水位恒的控制系统。

改造后的水塔水位自控系统，实现水塔水位自动控制系统，远程监控，实现无人值守。

关键词: 可编程逻辑控制器（PLC）水塔水位自动控制AbstractWater supply is a major industry involving the interests of the state and the people. With development of society and the improvement of the people's livelihood, city water supply has been brought forward a higher request. It needed to be timely , accurate and safely to plentifully conduct water supply. If we still continue to use a way of the man-power, the intensity of labor are high , availability is low and the security is difficult to ensure .We must carry out water tower water level under the control of automatic system reforming for this purpose . Programmable Logic Controller (PLC) is applied broadly in industrial control because of high reliability and higher nature price. The main body of this paper on the control technology is aimed at being popular for at present comparatively, which makes the using of PLC and the sensor to compose water tower control system of permanent water level. Water tower control system after being reformed have realized water tower water level auto-controlling system , long-range supervisory control, and nobody's value guards realization.Key wards：Programmable Logic Controller. water pool water lever.automatically controls目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章水塔水位自动控制系统的现状和发展 (1)1.1水塔供水的发展 (1)1.2传感器和PLC的应用 (1)第二章水塔水位自动控制系统的组成 (3)2.1系统构成及其控制要求 (3)2.1.系统框图 (4)第三章水塔水位自动控制系统设计 (5)3.1水泵电动机控制电路的设计 (5)3.2水位传感器的选择： (6)第四章 PLC的设计 (8)4.1可编程序控制器(PLC)简介 (8)4.2PLC工作原理 (8)4.2.1扫描的概念 (8)4. 2. 2 PLC的工作过程 (8)4.3PLC的编程语言--梯形图 (10)4.4编程软件的简介和梯形图的基本绘制规则 (11)4.5水塔水位自动控制系统的软件设计 (14)第五章结束语（系统总结分析） (20)5.1系统的优点 (20)5.2结束语 (20)参考文献 (22)致谢 (23)第一章水塔水位自动控制系统的现状和发展1.1 水塔供水的发展中国的城镇供水具有120年的悠久历史。

自1879年中国的旅顺建成第一座供水设施开始到1949年，全国只有60个城市有供水设施，日供水能力186万立方米。

到1978年，全国有467个城市建有供水设施，日供水能力达到6382万立方米。

改革开放以来，供水事业有了较快的发展，到1998年底，中国668个城市，具备日供水能力20992万立方米。

另外，全国有13922个小城镇，建有水厂13828座，日供水能力达到2111万立方米。

随着经济建设的大规模开展，我国城市给水工程建设也得到了飞速发展。

旧式的水塔供水控制系统是通过继电器接触线路控制开停泵机来实现控制水塔水位的。

这种系统的缺点是控制线路复杂，维护工作繁重，操作麻烦，可靠性低，故障率高，而且供水量的增加也增加了供水人员的数量以及劳动量。

随着计算机网络技术在工控领域的应用和发展，可编程控制PLC已具有很强的通讯功能，PLC系统也从单机控制系统，集中控制系统、分散型控制系统，发展到远程I/O控制系统。

人们对供水系统的要求也越来越高如何及时、安全的供水成为不可避免的问题。

能够准确有效的控制水塔水位达到供水要求就成为供水系统急需解决的问题。

1.2传感器和PLC的应用现代水塔控制系统中大量先进仪表和设备的大量应用对其控制系统的稳定性和可靠性提出了越来越高的要求,传统的人工手动操作已远远不能获得好的控制品质。

可编程控制器( PLC) 因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。

水塔水位控制系统中每个工艺段的设备及检测仪表相对集中, 控制相对独立,而PLC 特别适用于这样的系统特性, 因此能够完成生产过程中工业控制与状态监测。

现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。

在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。

检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具然随着科技的发展人们在控制水塔水位要求也越来越高，在引入PLC后大大增进了水塔水位的自动化，不但达到了以前控制水泵的开关加水，而且达到及时准确、安全供水。

第二章水塔水位自动控制系统的组成2.1系统构成及其控制要求图2.1 水塔水位自动控制系统S1: 水塔水位上限当水塔水位达到此位置时液位传感器将向PLC发出最高水位信号请求停止水泵工作S2: 水塔水位下限当水塔水位达到此位置说液位传感器将向PLC发出最低水位信号请求开启水泵工作S3: 水槽水位上限当水塔水位达到此位置时液位传感器将向PLC发出最高水位信号请求停止水泵工作S4: 水槽水位下限当水塔水位达到此位置说液位传感器将向PLC发出最低水位信号请求开启水泵工作M: 抽水泵当水塔水位达到最低水位时PLC将开到抽水泵向水塔供水Y: 补水泵当水槽水位达到最低水位时PLC将开到抽水泵向水塔供水原理在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。

2.1.系统框图如下图整个系统由一个水位传感器，一台PLC和一台水泵以及若干部件组成。

安装于水塔上的传感器将水塔的水位转化成1-5伏的电信号；电信号到达PLC将控制控制水泵的开关。

水箱水位自动控制系统由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图2.2 系统组成框图在水塔水位检测系统中通过超声波液位传感器将水位信号转换为电信号输入PLC中，在通过PLC控制水泵的启动或关闭。

在系统运行中当水为低于最低值时PLC将启动水泵向水塔中加水，当水塔中的水达到最高值时PLC使水泵停止运转即水泵停止向水塔供水。

等到水塔水位再次达到控制最低水位时系统再次重复这个过程第三章水塔水位自动控制系统设计3.1水泵电动机控制电路的设计给排水工程中常使用三相异步电动机，水泵上的电动机一般都是单向旋转有以下控制在水塔水位检测系统中通过水位传感器检测实际水位的高度，当水位低于最低水位时向PLC发出信息启动水泵，经过5分钟检测水塔水位是否提高控制水泵的工作，当水位达到最高水位时向PLC发出信息控制信息停止水泵工作。

供水系统的基本原理如图 2.1 所示，水位闭环调节原理是：通过在水塔中的水位传感器，将水位值变换为电流信号进入PLC，执行较后程序，通过水泵的开关对水塔中的水位进行自动控制。

当PLC 出现故障时，还有一套手动控制来进行对水塔水位控制。

手动控制采用交流接触器。

图3.1 水泵电动机控制图水泵启动工作：当投入作为主电路电源开关的配线切断器MCCB时，在收到PLC的启动水泵指令后，电磁线圈MC中有电流流过，电磁接触器MC运行。

当电磁接触器MC运行时，主电路的主触点MC闭合，常闭触点MC-b打开，常开触点MC-m2闭合，当主触点闭合时，电源电压施加到电动机M上，开始运转。

当常闭触点MC-b打开时，绿灯GN-L中无电流流过，绿灯熄灭，当常开触点MC-m2闭合时，红灯RD-L中有电流流过，红灯点亮。

水泵停止工作：当投入作为主电路电源开关的配线切断器MCCB时，在收到PLC的停止水泵指令后，电磁线圈MC中无电流流过，电磁接触器MC恢复。

当电磁接触器MC恢复时，主电路的主触点MC打开，常闭触点MC-b闭合，常开触点MC-m2打开，当主触点MC打开时，电源电压施不再施加到电动机M上，电动机M停止运转。

当常闭触点MC-B闭合时，绿灯GN-L中有电流流过，绿灯点亮，当常开触点MC-m2打开时，红灯RD-L中无电流流过，红灯熄灭。

MCCB：Molded case circuit breakers 配线切断器是把开闭机构、后动装置等统一装到绝缘容器内的部件，它是利用操作手柄对通常使用状态的电路进行开闭控制的。