基于PLC变频器触摸屏的水位控制设计文档格式.docx
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1.2控制思路
因为液位高度与水箱底部的水压成正比,故可用一个压力传感器来检测水箱底部压力,从而确定液位高度。
要控制水位恒定,需用PID算法对水位进行自动调节。
把压力传感器检测到的水位信号4~20mA送入至PLC中,在PLC中对设定值与检测值的偏差进行PID运算,运算结果输出去调节水泵电机的转速,从而调节进水量。
水泵电机的转速可由变频器来进行调速。
1.3元件选型
1.PLC及其模块选型PLC可选用S7-200CPU224,为了能接收压力传感器的模拟量信号和调节水泵电机转速,特选择一块EM235的模拟量输入输出模块。
2.变频器选型为了能调节水泵电机转速从而调节进水量,特选择西门子sinamicsG110的变频器。
3.触摸屏选型为了能对水位值进行设定其对系统运行状态的监控,特选用西门子人机界面TP170B触摸屏。
2EM235模块
2.1EM235的端子与接线
SIEMENSS7-200模拟量扩展EM235含有4路输入和1路输出,为12位数据格式,其端子及接线图如图17-2所示。
RA、A+、A-为第一路模拟量输入通道的端子,RB、B+、B-为第二路模拟量输入通道的端子,RC、C+、C-为第三路模拟量输入通道的端子,RD、D+、D-为第四路模拟量输入通道的端子。
M0、V0、I0为模拟量输出端子,电压输出大小为-10V~+10V,电流输出大小为0~20mA。
L+、M接EM235的工作电源。
图17-2EM235端子接线图
在图17-2中,第一路输入通道的输入为电压信号输入的接法,第二路输入通道为电流信号输入的接法。
若模拟量输出为电压信号,则接端子V0与M0。
2.2DIP设定开关
EM235有6个DIP设定开关,如图17-3所示。
通过设定开关,可选择输入信号的满量程和分辨率,所有的输入信号设置成相同的模拟量输入范围和格式,如表17-1所示。
图17-3DIP设定开关
表17-1DIP开关设定表
如本项目中压力传感器输出4~20mA的信号至EM235,该信号为单极性信号,DIP开关应设为:
ON、OFF、OFF、OFF、OFF、ON。
2.3EM235的技术规范
EM235技术规范具体如表17-2所示。
表17-2EM235技术规范
3项目实现
3.1PLC的I/O分配及电路图
1.PLC的I/O分配
PLC的I/O分配如下:
启动按钮:
I0.0
停止按钮:
I0.1
Q0.0:
控制水泵电机运行
2.电路图
PLC与压力传感器、变频器的连接电路如图17-3所示。
图17-3电路图
3.2变频器参数设置
sinamicsG110变频器参数设置如表17-3所示。
参数号
参数名称
设定值
说明
P0304
电机额定电压
220V
P0305
电机额定电流
0.5
单位:
A
P0306
电机额定功率
KW
P0310
电机额定频率
50
Hz
P0311
电机额定转速
1460
RPM
P0700
选择命令信号源
2
由端子排输入
P1000
选择频率设定值
模拟设定值
P1080
最小频率
5
3.3PLC编程
编程符号表如表17-4所示。
表17-4符号表
PLC程序如图17-4所示。
图17-4PLC程序
3.4触摸屏监控
触摸屏监控画面如图17-5、17-6和17-7所示。
图17-5水位控制画面
图17-6PID参数设置画面
图17-7水位监控曲线画面
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