水塔水位控制系统PLC设计讲课教案
plc课程设计(水塔水位控制模拟)
成绩：可编程控制器原理及应用课程设计报告设计题目：水塔水位控制模拟学生姓名：黄博新班级：机械电子工程082学号：200810834209指导老师：刘芹设计时间：2011.01目录1. 系统描述及控制要求 (3)1.1 系统描述 (3)1.2 控制要求 (3)2. 控制系统分析与实现 (4)2.1 I/O分配表 (4)2.2 I/O接线图 (4)2.3 流程图 (5)2.4 梯形图和指令表 (6)2.5 程序仿真........................................ 错误!未定义书签。
2.6 程序调试 (8)2.7时序图 (12)3. 心得体会 ............................. 错误!未定义书签。
4. 参考文献 ............................. 错误!未定义书签。
1系统描述及控制要求1.1系统功能描述在水塔水位控制实验区完成本课程设计，当水池水位低于水池低水位界（S4为ON 表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。
当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON，电机M运转抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。
面板中S1表示水塔的水位上限，S2表示水塔水位下限，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1S1表示水塔的水位上限，S2表示水塔水位下限，S3表示水池水位上限，S4表示水池水位下限，M为抽水电机，Y为水阀。
1.2控制要求（1） S4为ON时，Y灯亮，四秒后，Y灯闪烁，闪烁频率为0.5秒，其中：四秒延时用定时器T2控制，0.5秒闪烁用定时器T1控制（2） S3为ON时，Y灯熄灭（3） S4为OFF且S2为ON时，M灯亮（4） S1为ON时，M灯熄灭2 控制系统分析与实现2.1 I/O 分配表表12.2 I/O 接线图图2X001X002X003X004COMY001Y002COM✞✞S1 S2 S3 S4MYFX1S2.3 流程图图32.4 梯形图和指令表图4图52.5 程序仿真（1）打开GX Developer软件，并新建一个工程，选择FXCPU系列中FX1S的PLC类型，接着单击“确定”按钮；（2）根据自己编写的程序，写入程序；（3）写完程序，单击鼠标右键，选择“程序编译”选项，使程序由“写入状态”进入“读出状态”；（4）单击工具栏中“梯形图逻辑测试启动/结束”按钮，进入仿真界面。
工控网络与组态技术课件：水塔水位控制
➢ 创建PLC变量表
在“项目树”窗格中，依次单击PLC_1[CPU 1214C DC/DC/DC]”→“PLC交量”选项，双击“添加新变 量表”选项，并将新添加的变量表命名为“PLC变量表”，然后在 “PLC变量表”中新建变量。
➢ 编写OB1主程序
03
触摸屏 画面组态
➢ 创建HMI变量表
在“项目树”窗格中，依次选择“HMI_1”→“HMI变量”选项，双击“添加新变量表”选项，并修改变量 表为HMI变量表，创建HMI变量。
➢ 实例内容
①S7-1200 PLC(CPU1214CDC/DC/DC),一台，订货号为6ES7214-1AG40-0XB0; ②精简触摸屏KTP600,一台，订货号为6AV2 123-2GB03-0AX0; ③四口工业交换机，一台； ④编程计算机，一台，已安装博途专业版V15.1软件。
02 P L C 程 序 编 写
工控网络与组态技术
水塔水位控制
01 项 目 任 务 02 P L C 程 序 设 计 03 触 摸 屏 画 面 组 态 04 仿 真 下 载 调 试
本讲 内容
01 项 目 任 务
➢ 项目任务
构建水塔水位控制系统，在控制系统中 限位开关S1、S2、S3、S4作为液位感知开 关，M与Y为抽水的水泵。 ①按下启动按钮，当水池S4动作，水泵Y启 动，水池开始蓄水。 ②当水池水位S3动作且水塔的S1动作时，水 塔水泵M启动，开始向水塔蓄水。 ③直至到达水塔水位S1时，水塔水泵M和水 箱水泵Y停止，蓄水结束。 ④按下停止按钮暂停上水过程，按下复位按 钮复位所有信号，重新按下启动按钮重复上 述过程。
组态图形视图
组态“功能键”
操作录屏-组态F2功 能键
组态指示灯组ຫໍສະໝຸດ 棒图04仿真下载调
水塔水位控制PLC系统设计
轻工职业技术学院PLC课程设计名称：水塔水位控制PLC课程设计院系：机电工程系班级：普高11机电（2）班姓名：涛目录1.课程设计目的 (3)2.课程设计题目和要求 (3)2.1设计题目 (3)2.2控制要求 (3)3.设计容 (3)3.1PLC的构成 (3)3.2PLC的工作原理 (4)3.3梯形图程序设计及工作过程分析 (6)3.4水塔水位控制系统PLC软件设计 (7)3.41工作过程 (7)3.42程序流程图 (8)3.43梯形图 (9)3.44水塔水位控制系统梯形图的对应指令表 (10)4．设计总结 (11)参考文献 (11)1.课程设计目的（1）通过对工程实例的模拟，熟练的掌握PLC的编程和程序调试方法。
（2）进一步熟悉PLC的I/O连接。
（3）熟悉水塔水位控制的编程方法。
2.课程设计题目和要求2.1设计题目水塔水位控制系统2.2控制要求1.因电动机功率较大，为减少起动电流，电动机采用定子串电阻降压启动，并要错开起动时间（间隔时间为5s）。
2.为防止某一台电动机因长期闲置而产生锈蚀，备用电动机可通过预置开关随意设置。
如果未设置备用电动机组号，则系统默认为5号电动机组为备用。
3.每台电动机都有手动和自动两种控制状态。
在自动控制状态时，不论设置哪一台电动机作为备用，其余的4台电动机都要按顺序逐台起动。
4.在自动控制状态下，如果由于故障使某台电动机组停车，而水塔水位又未达到高水位时，备用电动机组自动降压起动；同时对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机报警信号，提醒维护人员及时排除故障。
当水塔水位达到高水位时，高液位传感器发出停机信号，各个电动机组停止运行。
当水塔水位低于低水位时，低液位传感器自动发出开机信号，系统自动按顺序降压起动。
5.因水泵房距离水塔较远，每台电动机都有就地操作按钮和远程操作按钮。
6.每台电动机都有运行状态指示灯（运行、备用和故障）。
7.液位传感器要有位置状态指示灯。
3主要容3.1 PLC的构成根据物理结构形式不同，PLC分为整体式和组合式（模块式）两种。
项目11 PLC控制水塔水位教案[4页]
![项目11 PLC控制水塔水位教案[4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/2e3411c2250c844769eae009581b6bd97f19bc32.png)
项目十一 PLC控制水塔水位教案（理论）
2、跳转指令
二、I/O分配表
三、PLC的梯形图编写
四、PLC的外部接线图
项目九 PLC控制水塔水位教案（实训）
3. 培养学生实训操作的规范意识、节约意识，强化安全意识。
一、各组长按照器材列表准备实训器材。
活动一：在教师引领、实训组长示范下，按任务规范要求，进行单项技能训练（2课时）任务1：确定I/O分配表，画出外部接线图（20分钟）
任务2：完成PLC外部接线（20分钟）
（1）先将PLC的供电电路接好。
（2）按接线图要求，在实训板上进行水塔供水模块的接线。
（3）线芯全部接入接线端子内，且连接牢靠。
任务3：编写梯形图程序（20分钟）
（1）分步骤编写出泵控制程序、电磁阀控制程序、手动控制程序。
（2）起动GX Developer软件——创建新工程——梯形图编辑——写入程序——按“F4”键变换程序。
任务4：程序调试（10分钟）
（1）对线路进行通电前的检测。
确保电路无误后，通电观察PLC的指示灯的亮灭是否正确。
（2）写入PLC。
（写入程序时将PLC开关拨至stop；检查无误后拨回run状态等待测试）（3）在教师指导下进行空载及系统调试。
活动二：项目考核（40min/人） 2课时
单项训练考核完成，分组进行技能考核，记录实训成绩，进行项目总结，完成任务工单。
水塔水位 PLC课程设计
一．绪论1.1可编程控制器的产生可编程控制器是20世纪70年代发展起来的控制设备，是集微处理器、存储器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。
计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大增强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。
因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术对提高我国的工业自动化水平及生产效率都有十分重要的意义。
可编程控制器（Programmable Controller）,也称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC，为了避免与个人电脑（也简称为PC）相混淆，通常将可编程控制器简称为PLC。
可编程控制器的产生与继电器—接触器控制系统有很大的关系。
继电器—接触器控制已有上百年的历史，它是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的优点。
此种控制系统布局固定，按预先规定的时间、条件、顺序工作。
对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常适用，至今仍有广泛的用途。
但是当工作模式改变时，就必须改变控制系统的硬件接线，控制柜内的物件和接线都要作相应的变动，改造工期长，费用高，用户改造时宁愿扔掉旧控制柜，另作一个新控制柜使用，阻碍了产品更新换代。
随着工业生产的迅速发展，市场竞争激烈，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需要，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，满足用户对产品的多样性的需求，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。
水塔水位winccplc课程设计
水塔水位winccplc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解WINCC与PLC在水塔水位监控系统中的应用和交互原理；2. 学生能掌握WINCC组态软件的基本操作，包括创建项目、配置变量、设计监控界面；3. 学生能了解PLC编程中与水塔水位控制相关的基本逻辑和指令。
技能目标：1. 学生能通过实践操作，完成WINCC与PLC的连接和通信设置；2. 学生能运用PLC编程实现对水塔水位的自动控制，包括启停水泵、报警等；3. 学生能运用WINCC设计出直观、易操作的水塔水位监控界面。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对自动化控制技术的兴趣和热情；2. 学生通过小组合作，提高团队协作能力和解决问题的能力；3. 学生能认识到自动化技术在工业生产和日常生活中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对PLC和WINCC有一定了解，但对实际应用中的复杂系统控制尚缺乏经验。
教学要求：教师需引导学生结合理论知识，注重实践操作，关注学生在操作过程中遇到的问题，及时给予指导和解答，以提高学生的实际应用能力。
同时，注重培养学生的团队协作能力和创新思维。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程案例中，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基础知识：PLC的结构、工作原理、编程语言及指令系统；- WINCC基础知识：WINCC软件功能、组态过程、变量管理及监控界面设计。
2. 实践操作：- 水塔水位控制系统设计：根据水塔水位要求，设计PLC控制程序；- WINCC与PLC连接：配置WINCC与PLC通信参数，实现数据交换；- 监控界面设计：利用WINCC设计水塔水位监控界面，实现实时监控和报警功能。
3. 教学大纲：- 第一周：PLC基础知识学习，理解PLC在水塔水位控制系统中的作用；- 第二周：学习WINCC基础知识，掌握组态软件的基本操作；- 第三周：实践操作，分组进行水塔水位控制系统的设计与编程；- 第四周：调试与优化，完善水塔水位监控系统，进行成果展示。
水塔水位控制讲稿
《水塔水位控制系统》说课稿宝鸡眉县职教中心赵杰尊敬的各位评委、各位老师大家好，辛苦了。
我是来自宝鸡眉县职教中心的赵杰。
我今天说课的内容是PL C实训课《水塔水位控制系统》。
本次的说课我将通过以下五个环节展开：说教材、说教法学法、说教学过程、说板书设计、说教学反思。
在说教材环节将从教材分析、教学目标、教学重难点三方面阐述；在说教学过程环节将从学情分析、教学方法、学法指导三方面阐述；在说教学过程环节将从知识链接、新课引入、过程实施、项目评价、实训总结五方面阐述；在说板书设计环节将从设计思路、成果展示进行说明；在说教学反思环节将从教学得失、再教设计两个方面说明。
一、说教材1、教材分析俗话说：“没有远虑，必有近忧”若要成功的完成一堂课的教学任务，就必须对教材做出详尽的分析，这样就能达到事半功倍的效果。
我这节课选自高等教育出版社出版的《PL C技术与技能训练》西门子系列中的项目四，结合学校实训设施、学生知识储备对本项目进行了调整，调整为模拟控制系统设计。
本项目是学生在完成指令系统学习、通风设备控制项目、钻孔动力头控制等项目之后的新项目。
若要顺利的完成此项目不仅需要前期知识的铺垫更需要后续知识的补充同时此项目的完成又为后期项目的完成提供了保障。
2、教学目标有人这样说过“我们的未来取决于我们的目标以及为实现目标而付出的努力”李小龙还说过：“著名目标不一定是需要达到的，目标往往只是用来帮助你瞄准方向”对于教学而言目标的确立尤为重要，他是整节课的法门，关系整节课的命脉。
基于此，根据教材分析我确立以下教学目标：知识目标：1、了解水塔水位控制系统的工作过程。
2、掌握水塔水位控制系统的设计方法及步骤。
能力目标：1、培养学生编写程序及调试程序的能力2、培养运用所学知识解决实际问题的能力3、培养灵活运用指令的能力。
情感目标：1、树立小组间竞争意识，养成认真、细致的学习习惯。
2、为适应企业要求，着重培养学生严谨的工作态度，认真负责的工作作风。
水塔水位PLC控制课程设计报告
河南机电高等专科学校水塔水位PLC控制课程设计报告1. 课程设计目的（1）利用PLC构成水塔水位（液位）控制系统。
（2）了解自动控制的工作原理及设备在日常生活中的应用。
2.课程设计题目和要求水塔水位的模拟控制情况如图所示。
（1）初始状态：水箱没有水，液位开关S断开（S为OFF）。
（2）控制要求：本装置上电后，按动启动按钮，电动阀Y通电（Y为ON），水箱开始注水；当水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON），当水箱水位达到S3高度（水满）时，液位开关S3闭合（S3为ON），注水电动阀Y断电（Y为OFF），水箱停止注水；此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3=OFF）复位；随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S时，液位开关S4复位（S4为OFF），电动阀Y再次通电（Y为ON），水箱（自动）注水，当水位达到S时再次停止注水。
如此循环，使水箱水位保持在S3~S4之间。
当水箱水位高于S液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S（液位开关S2为OFF）时，水泵电动机M开始运行，向水塔抽水；当液面达到最高液位开关S1时，水塔电动机M停止抽水（M为OFF）。
此循环控制使得水塔水位自动保持在S1~S2之间3.设计内容3.1、PLC的介绍可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC （ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。
以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
提出PLC概念的是美国通用汽车公司。
PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。
70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。
水塔水位plc课程设计
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- 液位传感器的种类及原理- 执行机构（如水泵、阀门）的控制方法3. PLC编程技术- PLC编程语言（梯形图、指令列表等）- 水位控制程序设计步骤及技巧4. 系统调试与优化- PLC程序的下载与上传- 系统调试方法及故障排除5. 综合项目实践- 小组合作设计水塔水位控制项目- 项目实施与评价教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性。
水塔水位控制系统PLC设计说课讲解
水塔水位控制系统P L C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）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：L1L2L3SQFUKMFRM3~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1.4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。
传感器传感器传感器图1-3 水塔水位控制系统的I/O接线图2、水塔水位控制系统PLC软件设计2.1 程序流程图水塔水位控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，控制流程图如图2-1所示。
plc水位控制系统课程设计
plc水位控制系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）在水位控制系统中的应用。
通过本课程的学习，学生将能够理解PLC的基本原理，熟悉PLC的硬件组成和软件编程，掌握PLC在水位控制系统中的应用方法和技巧。
具体来说，知识目标包括：1.掌握PLC的基本原理和结构。
2.熟悉PLC的编程语言和指令系统。
3.了解PLC在水位控制系统中的应用。
技能目标包括：1.能够使用PLC编程软件进行程序设计。
2.能够根据水位控制需求设计和调试PLC程序。
3.能够对PLC系统进行故障排除和维护。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对新技术的兴趣和好奇心。
2.培养学生解决问题的能力和创新精神。
3.培养学生团队合作和沟通能力的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括PLC的基本原理、硬件组成、软件编程以及在水位控制系统中的应用。
具体的教学大纲如下：1.第一章：PLC概述介绍PLC的定义、发展历程、特点和应用领域。
2.第二章：PLC的硬件组成介绍PLC的中央处理单元、输入/输出模块、电源模块、通信模块等硬件组成部分。
3.第三章：PLC的编程语言介绍PLC的编程语言包括指令表、逻辑功能图、功能块图和顺序功能图。
4.第四章：PLC在水位控制系统中的应用介绍PLC在水位控制系统中的典型应用案例，包括水位检测、控制算法实现、程序设计和调试。
5.第五章：PLC编程软件的使用介绍PLC编程软件的功能、操作方法和程序调试技巧。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握PLC的基本原理和编程方法。
2.讨论法：通过小组讨论，引导学生深入思考和探讨PLC应用中的问题。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解PLC在水位控制系统中的应用。
4.实验法：通过实验操作，培养学生实际操作能力和故障排除能力。
《PLC控制技术》教学课件任务03水塔水位控制
三、程序设计基本原则 3、编辑逻辑块 逻辑块的编辑包括了编写逻辑控制程序与定义程序变量两
部分内容。 （1）逻辑控制程序可以通过梯形图、功能块图、指令表等
方法编写。
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三、程序设计基本原则
（2）程序变量应通过“变量声明表”建立与明确。 对于线性结构的PLC程序也可以不使用变量与变量表。如 果采用的是线性结构，只需要直接编写组织块OB1;如果选择的 是分块式结构，则应首先进行FC、FB等基本逻辑块的编制，最 后才能编写组织块。通过编程软件输入程序时，同样应该遵守 这一原则，因为，如果基本逻辑块未编制完成，在OB1中将无 法确定逻辑块所需要的赋值参数，在输入逻辑块调用指令时将 引起出错。
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三、程序设计基本原则
1、选择程序结构 PLC程序的基本结构体系由如下两方面因素决定： (1)所使用的PLC型号。PLC型号从客观上规定了可以采用程 序结构。 (2)控制系统的要求。如果控制系统的要求较简单，PLC程序 的长度不大，出于简化调试、减少程序设计工作量等方面的考 虑，采用线性化结构可以省略编写程序块、功能块、数据块、 局部变量等工作，提高编程的速度。
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三、程序设计基本原则 2、建立程序文件 建立程序文件包括编写I/O地址表、定义符号地址、编写程
序说明等内容，其目的是为程序设计提供方便。可直接利用编 程软件，通过编程软件的“符号表编辑器”对“符号地址表 (SymbolTable)”的编写，一次性完成I/O地址、符号地址、数 据格式、注释等全部工作，有关“符号地址表(Symbol Table)” 的编辑方法。
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一、水塔水位控制要求及过程 a)当水池位低于S4时，水池需要进水Y阀开启，系统开始向
池中注水。 b)水位到达S3即水池达到满水位时，Y阀关闭。 c)当水塔水位低于S2时，表示水塔水位低，需进水，则电
水塔水位控制系统可编程控制器技术 课程设计
目录第1章课程设计目的与要求 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 课程设计的实验环境 (1)1.3 课程设计的预备知识 (2)1.4 课程设计要求 (3)第2章课程设计内容 (3)2.1系统分析与I/O分配................................................................................................2.2系统电路图设计........................................................................................................2.3 软件程序设计........................................................................................................... 第3章课程设计的考核..................................................................................................3.1 课程设计的考核要求...............................................................................................3.2 课程性质与学分....................................................................................................... 参考文献 ................................................................................................................................第1章课程设计目的与要求1.1 课程设计目的本课程的课程设计实际是楼宇智能化专业学生学习完《电气控制设备》《传感器与数据采集》《可编程控制器技术》等课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对PLC控制系统开发与设计的基本方法的掌握。
水塔水位plc课程设计
水塔水位plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，掌握其工作原理及在水塔水位控制系统中的应用；2. 学习并掌握水塔水位控制系统的组成、功能及运行过程；3. 掌握使用PLC进行水塔水位控制程序的编写和调试。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计出符合实际需求的水塔水位PLC控制系统；2. 培养学生动手操作、团队协作和解决问题的能力，提高学生的工程实践技能；3. 培养学生通过PLC编程实现对水塔水位进行自动化控制的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化控制技术的兴趣，提高学生的学习热情；2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，增强学生对工程实践的认识；3. 培养学生关注环境保护，认识到自动化技术在节能环保方面的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，着重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的PLC基础知识，具有较强的学习兴趣和动手欲望，喜欢探索新知识，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作环节，引导学生主动参与，提高学生的综合能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基础知识：工作原理、结构组成、功能特点；- 水塔水位控制系统：系统组成、工作原理、控制需求；- PLC编程语言：指令系统、编程技巧、程序调试。
2. 实践操作：- 水塔水位PLC控制系统的设计：硬件选型、系统搭建、程序编写；- PLC编程软件的使用：软件操作、程序下载、调试与优化；- 实际案例分析与操作：分析水塔水位控制案例，进行实际操作，体验系统运行过程。
3. 教学大纲：- 第一阶段：PLC基础知识学习，使学生了解PLC的工作原理、结构组成及功能特点；- 第二阶段：水塔水位控制系统理论学习，使学生掌握系统组成、工作原理及控制需求；- 第三阶段：PLC编程语言学习，培养学生具备编程能力；- 第四阶段：实践操作，使学生能够独立设计并实现水塔水位PLC控制系统。
plc水位控制系统课程设计
plc水位控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和功能，掌握水位控制系统的基本构成和运作机制；2. 学会使用PLC进行水位控制系统的编程与调试，掌握相关电气图纸的阅读与绘制；3. 掌握水位传感器的工作原理及其在水位控制系统中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成PLC水位控制系统的设计、编程和调试；2. 培养学生解决实际工程问题的能力，提高学生的动手操作和团队协作能力；3. 培养学生运用现代技术手段，对水位控制系统进行优化与改进的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，提高学生学习的积极性和主动性；2. 培养学生的创新意识，使学生认识到技术发展对社会生产力的推动作用；3. 增强学生的环保意识，让学生明白智能控制系统在节能减排方面的意义。
本课程针对高年级学生，在已有基础知识和技能的基础上，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生在掌握PLC水位控制系统相关知识的同时，培养其解决实际问题的能力，增强学生的创新意识和环保意识。
通过本课程的学习，为学生今后从事自动化领域的工作奠定基础。
1. PLC基本原理：介绍PLC的组成、工作原理及性能特点，以课本第三章为基础，深入讲解PLC在工业控制系统中的应用。
2. 水位控制系统构成：分析水位控制系统的基本构成，包括水位传感器、PLC、执行器等组成部分，参照课本第四章内容进行讲解。
3. PLC编程与调试：教授PLC编程的基本方法，包括指令系统、程序结构等，结合第五章实例进行讲解，并组织学生进行实践操作。
4. 水位控制程序设计：根据实际需求，设计水位控制程序，引导学生运用所学知识，参照课本第六章进行程序编写与调试。
5. 电气图纸阅读与绘制：培养学生阅读和绘制电气图纸的能力，以第七章内容为依据，组织相关实践活动。
6. 水位传感器应用：讲解水位传感器的工作原理及其在水位控制系统中的应用，结合第八章内容进行教学。
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。
当水池水位低于S4时，阀门Y运行并开始放水；直至水位到达高水位界限S3。
由于水塔要抽水，所以水位会下降，当水塔水位介于S3和S4之间，不需要阀门Y打开，避免阀门频繁开关。
当水池水位再一次低于S4时，阀门Y打开并开始放水，直至水位到达高水位界限S3时，阀门Y关闭。
3.水塔供水情况分析经过对水塔水位控制系统的工作方式的综合分析，一次完整的水塔供水情况分为以下几种：(1). 水池水位低于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M关闭；(2). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M 关闭；(3). 水池水位高于S3，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M打开；(4). 水池水位高于S3，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开；(5). 水池水位高于S3，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M关闭；(6). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M 关闭；(7). 水池水位低于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y打开，水泵M关闭；(8). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M关闭;(9). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开。
PLC_水塔水位控制系统的设计 (1)
目录一课题内容和设计要求 (1)1.1.课题内容 (1)1.2.设计要求 (2)1.3控制系统的总体方案说明 (2)二 PLC系统的硬件设计 (3)2.1PLC选型 (3)2.2I/O点数的估算 (3)2.3PLC的输入、输出及状态分配表 (3)2.4控制系统电气原理图 (4)三软件设计 (4)3.1水塔水位控制系统流程图 (4)3.2水塔水位控制系统顺序功能图 (4)3.3.水塔水位控制系统设计思路及梯形图 (6)四水塔水位控制系统调试说明 (12)五设计小结 (12)六参考资料 (13)一课题内容和设计要求1.1.课题内容现有一水塔水位控制系统，如图所示。
当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀门Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么指示灯1以2HZ闪烁，表示阀门Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀门Y关闭（Y为OFF）。
当S4为OFF时，且水塔水位地于水塔低水位界时S2为ON，水泵电动机M运转抽水，若水泵电动机M运行5S后，水塔低水位界S2不为OFF，说明水泵电动机M没有抽水，出现故障，指示灯1以1HZ闪烁。
当水塔水位高于水塔高水位界时水泵电动机M停止。
利用PLC构成水塔水位自动控制系统，保证水池和水塔不断水图1 水塔水位控制系统示意图1.2.设计要求（1）有三种不同工作流程可供选择：定时流程，实际水位控制流程，手动操作流程。
（2）三种工作流程，如表所示。
当按下停止按钮时，整个系统停止工作，按下启动按钮，则系统继续工作。
1.3控制系统的总体方案说明（1）水塔水位控制系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制。
（2）水塔与水池中的水位检测开关，在选型时考虑抗干扰性能，选用电极考虑腐蚀性。
（3）水泵电动机M采用热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为PLC的输入信号，用以完成各个电动机系统的过载保护。
（4）主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。
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水塔水位控制系统
P L C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
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
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：
L1L2L3
SQ
FU
KM
FR
M
3~
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
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I/O 接线图如图1-3所示。
传感器传感器传感器传感器
图1-3 水塔水位控制系统的I/O 接线图
2、水塔水位控制系统PLC软件设计
2.1 程序流程图
水塔水位控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，控制流程图如图2-1所示。
图2-1 水塔水位控制系统的PLC控制流程图2.2梯形图程序设计及工作过程分析
梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理电路图非常相似，但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令，它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器一接触器控制系统的人来说，易被接受。
继电器梯形图多半适用于比较简单的控制功能的编程，绝大多数PLC用户都首选使用梯形图编程。
梯形图编程的一般规则有:
（1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。
每一个逻辑行起始于左母线然后是触点的各种连接，最后是线圈或线圈与右母线相连，整个图形呈阶梯形。
梯形图所使用的元件编号地址必须在所使用PLC的有效范围内。
（2）梯形图是PLC形象化的编程方式，其左右两侧母线并不接任何电源，因而图中各支路也没有真实的电流流过。
但为了读图方便，常用“有电流”、“得电”等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件，它仅仅是概念上虚拟的“电流”，而且认为它只能由左向右单方向流;层次的改变也只能自上而下。
（3）梯形图中的继电器实质上是变量存储器中的位触发器，相应某位触发器为“1态”，表示该继电器线圈通电，其动合触点闭合，动断触点打开，反之为“O态”。
梯形图中继电器的线圈又是广义的，除了输出继电器、内部
继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及各种比较、运算的结果。
（4）梯形图中信息流程从左到右，继电器线圈应与右母线直接相连，线圈的右边不能有触点，而左边必须有触点。
（5）继电器线圈在一个程序中不能重复使用:而继电器的触点，编程中可以重复使用，且使用次数不受限制。
（6）PLC在解算用户逻辑时，是按照梯形图由上而下、从左到右的先后顺序逐步进行的，即按扫描方式顺序执行程序，不存在几条并列支路同时动作，这在设计梯形图时，可以减少许多有约束关系的联锁电路，从而使电路设计大大简化。
所以，由梯形图编写指令程序时，应遵循自上而下、从左到右的顺序，梯形图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。
当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。
这种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。
扫描从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序逐条执行用户程序，直到程序结束。
每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始
扫描，并周而复始。
根据控制要求，设计的梯形图程序如图2-2所示。
2.2.1 水塔水位控制系统梯形图
图2-2 水塔水位控制系统梯形图
2.2.3 工作过程
设水塔、水池初始状态都为空着的，4个液位指示灯全亮。
当执行程序时，扫描到水池为液位低于水池下限液位时，电磁阀打开，开始往水池里进水，如果进水超过4秒，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4秒之后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，水泵开始工作，向水塔供水，当水池的液位超过水池上限液位时，水池上限指示灯灭，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，则水塔下限指示灯灭，水泵继续工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽满时，水塔液位超过水塔上限，水塔上限指示
灯灭，但刚刚给水塔供水的时候，水泵已经把水池的水抽走了，此时水塔液位已经低于水池上限，水池上限指示灯亮。
此次给水塔供水完成。
2.2.3、梯形图对应的指令表
程序段1：
程序段2：
程序段3：
程序段4：
程序段5：
程序段6：
程序段7：
程序段8：
程序段9：
2.2.4程序仿真。