2021年基于S7-200PLC水塔水位控制

编号：020839

欧阳光明（2021.03.07）新乡学院

《可编程控制器应用技术》

课程设计

（本科）

题目：基于S7200PLC水塔水位控制系（部）院：物理与电子工程学院

专业：电子信息科学与技术二班

姓名：刘倩倩

指导老师：片春媛

完成日期：1月6日

目录

摘要4

第一章绪论4

1.1 PLC的成长4

1.2 PLC的基本结构5

1.3PLC特点5

1.4 PLC的工作原理6

第二章水塔水位系统PLC硬件设计8

2.1要求自力完成水塔水位控制PLC系统设计与调试。8

2.2水塔水位系统控制电路9

2.3输入/输出分派9

2.3.1 列出水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分派表10

第三章水塔水位控制系统PLC软件设计11

3.1法度流程图11

3.2梯形图及语句表12

3.3外部接线图模拟仿真结果14

3.4模拟仿真结果 (18)

第四章设计总结20

参考文献21

附件：成果评定表

[摘要]在工农业生产过程中，经常需要对水位进行丈量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比方水塔、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办法，如机械控

制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采取PLC进行主控制，在水箱上装置一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地丈量水位的变更，把丈量到的水位变更转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件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，使水位坚持在适当的位置。

[关键词]水位控制、西门子S7200

第一章绪论

1.1PLC的成长

虽然PLC问世时间不长，可是随着微处理器的呈现，年夜规模，超年夜规模集成电路技术的迅速成长和数据通讯技术的不竭进步，PLC也迅速成长，其成长过程年夜致可分为三各阶段：早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这是的PLC几多由电继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、按时等。它在硬件上以计算机的形式呈现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置种的器件主要采取别离元件和中小规模集成电路，存储器采取磁芯存储器。另外还采纳了一些办法，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上采取广年夜电器工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方法—梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其

优点包含简单易懂，便于装置，体积小，能耗低，有故障指示，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。

在七十年代，微处理器的呈现使PLC产生了巨年夜的变更。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采取微处理器作为PLC的中央处理单位（CPU）。

这样，使PLC的功能年夜年夜增强。在软件方面，除坚持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。再硬件方面，除坚持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量快、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩年夜了存储器的容量，是各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定命量的数据寄存器，使PLC的应用规模得以扩年夜。

进入八十年代中、后期，由于插年夜规模集成电路技术的迅速成长，微处理器的市场价格年夜幅度下跌，使得各种类型的PLC 所采取的微处理器的层次普遍提高。并且，为了进一步提高PLC 的处理速度，各制造厂商纷繁开发研制了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬功能产生了巨年夜变更。

1.2 PLC的基本结构

PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，、中央处理单位(CPU)，如下图所示。

1.3 PLC特点

(一) 高可靠性

1. 所有的I/O 接口电路均采取光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离

2. 各输入端均采取RC 滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms.

3. 各模块均采取屏蔽办法以避免辐射干扰

4. 采取性能优良的开关电源

5. 对采取的器件进行严格的筛选

6. 良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件产生异常情况CPU 立即采取有效办法以避免故障扩年夜

7. 年夜型PLC 还可以采取由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高

(二) 丰富的I/O 接口模块

1. PLC针对不合的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。

2. 有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀。

3. 直接连接另外为了提高操纵性能它还有多种人机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。

(三) 采取模块化结构

为了适应各种工业控制需要除单位式的小型PLC 以外，绝年夜大都PLC 均采取模块化结构，PLC 的各个部件包含CPU 电源I/O 等均采取模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

(四) 编程简单易学

PLC的编程年夜多采取类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

(五) 装置简单维修便利

PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采取模块化结构，因此一旦某模块产生故障用户可以通过更换模块的办法使系统迅速恢复运行。

1.4 PLC的工作原理

（1）输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方法依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单位内。输入采样结束后，转入用户法度执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状