水塔水位设计解读

毕业设计（论文）题目：水塔水位设计

系部：电气工程与自动化

专业：机电一体化

班级：机电A1003班

姓名：张超

指导教师：宋坤伟

山西职业技术学院

毕业设计任务书

计划进度表

目录

摘要 (1)

第一章水塔水位的PLC控制系统设计 (2)

1.1 概述 (2)

1.2水塔水位 (2)

第二章水塔供水自动控制系统方案设计 (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)

第四章水塔水位自动控制系统的组成 (7)

4.1 系统构成及其控制要求 (8)

4.2系统框图 (9)

第五章 PLC的设计 (10)

5.1可编程序控制器(PLC)简介 (10)

5.2 PLC工作原理 (10)

5.3 PLC的工作过程 (10)

5.3.1自诊断 (10)

5.3.2与外设通信 (10)

5.3.3输入现场状态 (11)

5.3.4解算用户逻辑 (11)

5.3.5输出结果 (11)

5.4 PLC的编程语言--梯形图 (12)

第六章 PLC接线 (14)

6.1 分配I/O点 (14)

6.2 I／Ｏ分配： (15)

6.3 程序说明 (16)

6.4 梯形图及语句表 (16)

第七章结束语 (18)

7.1 系统的优点 (18)

7.2 结束语 (18)

参考文献 (19)

摘要

设计和实现了一种采用可编程序控制器为主控制机的供水控制系统。该控制系统是在传统水塔供水的基础上，加入了PLC、传感器等器件组成，能够实现水塔水位的供水。详细论述了系统硬件结构、操作流程和控制方法，以及各器件之间的协调控制方法，实现了对水塔水位的自动控制，提高了供水质量。

关键词：PLC水泵传感器

第一章水塔水位的PLC控制系统设计

1.1 概述

我国的水工业科技发展较快，与国际先进水平的差距正在不断缩小，水工业科技体系已初步形成，拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。但是，在水工业科技领域普遍存在着实用性差、转化率低的情况。这已成为制约我国水工业产业化发展的关键。在水工业科技产业化大潮到来之际，认真分析我国水工业科技发展历程，总结我国水工业科技的特点和特长是寻找水工业产业化突破口的关键。我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。

我国供水行业是推动水科技产业化的龙头。给水行业是城市基础设施投资的主要方向之一。在体制上，供水企业体制的变革已成为市场化发展的必然；在技术上，供水行业则面临着关键给水装备国产化、工艺技术成套设备化、自动控制现代化的迫切的技术要求。优质供水是水工业市场化发展的新增长点，同时要倡导节约用水，提高水的重复利用率，并逐步建立完善的水工业学科体系。完善的水工业学科体系是水工业产业发展的必要保证。传统的给水排水工程学科体系已难以包还水工业的丰富内涵，已不能很好地适应水工业发展的需要，而水工业学科体系正是在给水排水工程学科体系发展而来。由水工业的社会性所决定，水工业的学科体系由多个相互关联的学科组成，包括：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水工业设备制造技术等，它们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些学科中水质与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主学科。

1.2水塔水位控制器

（1）通过浮球开关来控制水位。基本上有两种方式：一种是浮球开关带着一个大的金属球，浸在水中时浮力大，可以控制两个水位，比如水满了，浮球因为浮力而上升，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当水少了，

浮球下降，阀门打开，又再进水，如此循环。这种方式较多应用在煮开水器和卫生间的冲水器上。还有一种是带干簧管的微型浮球开关，由外面的带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合，从而控制水位，多数应用在清水的水位控制，一般十几块钱就有交易了，但易受污物影响，不适用在污水上。第二种是电缆式浮球开关，该装置通过一弹性电线与水泵连接，可用于水塔、水池水位高低的自动控制和缺水保护，允许接的用电器是220V左右，平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，决定水位的高低。这种水位开关价格便宜，对于一些要求不太严格的场合适用，有一定耐污能力。但存在这样的问题：浮球易受外界杂物影响其稳定性，特别是纤维状的杂物缠绕而有失误，同一小水箱里不宜使用多个，否则会相缠绕。使用寿命相对短些，而且多数直接接220V存在一定的安全隐患，终有一天因为电线破损而漏电电人。所以电缆式浮球开关一般有这样的警告：电源线是本装置的完整部分，一经发现电线受损，本装置应被替换，不准对电线进行修理。

（2）通过电子式水位开关和搭配的水位控制器(BZ201、BZ202)来控制，电子式水位开关原理是通过电子探头对水位进行检测，再由水位检测专用芯片对检测到的信号进行处理,当被测液体到达动作点时，芯片输出高或低电平信号，再配合水位控制器，从而实现对液位的控制。不需浮球和干簧管,外部无机械动作,耐污耐用,不怕漂浮物影响，任意角度安装该种水位控制器有较强的耐污能力和较强的防波浪功能，适宜长时间浸在水中, 工作电压是直流

5-24V，很安全。这种方式较实用，耐污，寿命长，安全。

（3）通过非接触式的水位开关来控制，液位控制器的探头产生高频超声波脉冲耦合到容器外壁。这个脉冲会在容器壁和液体中传播，还会被容器内表面反射回来。通过对这种反射特性的检测和计算，就可以判断出液位是否达到了液位控制器安装的位置。液位控制器输出继电器信号，来完成对液位的监控。主要用于监测储罐液面，实现上下限报警或监测管道中是否有液体存在，储罐材质可以是各类金属或不发泡塑料。