PLC水塔水位控制系统的设计 1.docx
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PLC水塔水位控制系统的设计 1.docx
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PLC水塔水位控制系统的设计1
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。
定时流程
实际水位控制流程
手动操作流程
启动按钮
按下
按下
进水阀工作10秒,再此定时时间内入水池高水位界开关动作,立即关闭进水阀。
判断水池水位是否低于低水位界?
是,立即打开进水阀,关闭水泵电机M。
当水池水位高于低水位界8秒后,才允许水泵电机M运行。
水池进水阀打开和关闭
水泵电机M工作20秒S,再此定时时间内如水塔高水位界开关动作,立即停止水泵电机M。
判断水池水位是否高于高水位界?
是,立即关闭进水阀。
水泵电动机启动和停止
等待10S,进水阀工作10S,在此定时时间内如水池高水位界开关动作,立即关闭进水阀。
判断水塔水水位是否低于低水位界?
是,立即启动水泵电机M(符合水池水位高于低水位界8秒后才能使水泵电机M运行条件)。
水泵电机工作20秒,在此定时时间内如水塔高水位界开关动作,立即停止水泵电机M。
等待10秒,循环工作。
水泵电机M一旦启动运行,只有当水塔水位达到高水界才停止工作。
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。
(5)PLC选用继电器输出型。
(6)PLC自身配有24V直流电源,外接负载时考虑其供电容量。
PLC接地端采用第三种接地方式,提高抗干扰能力。
二PLC系统的硬件设计
2.1PLC选型
定机型:
S7-200-CPU224
2.2I/O点数的估算
本设计使用1个按键,用于控制选择模式几运行。
PLC模块的选择:
采用CPU224主机由于实际控制中,总共有10
个输入点和6个输出点所以它完全可以满足条件。
2.3PLC的输入、输出及状态分配表
PLC输入输出分配表:
PLC状态分配表:
S0.1进水阀打开,S0.2进水阀关闭,水泵电动机打开,S0.3水泵电动机都停止。
S1.1进水阀打开,S1.2水泵电动机打开,M1.5进水阀关闭,S1.3水泵电动机停止
M2.1进水阀打开,M2.2进水阀关闭,M2.3水泵电动机打开,M2.4水泵电动机关闭
2.4控制系统电气原理图
见附图一
三软件设计
3.1水塔水位控制系统流程图
见附图二
3.2水塔水位控制系统顺序功能图
见附图三
3.3.1系统梯形图部分网络设计思路
网络3设计思路:
该步启动后,M0.1工作、T37开始计时10S。
(M0.1控制进水阀Y打开,并使其工作10S。
)
网络7设计思路:
该步启动后,M0.3工作、T39开始计时10S。
(M0.3控制水泵电动机M启动,并使其工作10S。
)
网络设计思路:
该步启动后,用I0.1,I0.2,I0.3来选择进入哪个流程。
3.3.2水塔水位控制系统梯形图
四水塔水位控制系统调试说明
将系统梯形图导入西门子仿真软件进行仿真。
选择CPU型号为224后装载程序。
检查程序无误后将仿真软件切换到运行状态。
按下启动按钮I0.1所对应的按钮,选择模式一工作,此时Q0.1进水阀打开,T37计时10S或者直接按下I1.3按钮关闭进水阀,水泵打开,T38计时20S到或者直接按下I1.1水泵直接停止等待10ST39计时到返回,循环。
按下I0.2按钮,进入第二个模式工作,I0.4得电代表S4亮了水塔下位到达,进水阀打开,T41计时8S打开I1.3进水阀关闭,打开I1.2水泵电机打开,按I1.1水泵电机关闭,按I0.3按钮进入模式三工作,按下I0.4水阀进水不按下I0.4停止进水。
按下I0.5水泵打开,不按下则停止
满足控制要求。
反复运行此程序也均能达到控制要求。
五设计小结
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域,在生活中可以说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC是十分重要的。
回顾起此次PLC课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整一星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说计时器的使用,SCR法的梯形图如何编译,顺序功能图的画法,原理图的画法,通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多编程问题,最后在老师的辛勤指导下,终于游逆而解。
同时,在老师的身上我学得到很多实用的知识,再次我表示感谢!
同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!
六参考资料
[1]廖常初.《PLC基础及应用》.北京机械工业出版社,2004
[2]王兆义.《可编程序控制器教程》.北京机械工业出版社2005
[3]张万忠.《可编程控制器应用技术》.北京:
化学工业出版社,2001
[4]李俊季、赵黎明.《可编程控制应用技术实训指导》.北京:
化学工业出版社,2001
[5]张桂香.《电气控制与PLC应用》.北京:
化学工业出版社,2003
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