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电气与信息工程学院《PLC》课程设计说明书题目：水塔水位控制模拟作者：沈韬组员：沈鑫睿专业班级：14电气本（1）班指导教师：郁炜职称：副教授2017年1月19日电气与信息工程学院《PLC》课程设计说明书I摘要在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、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方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化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，使水位保持在适当的位置。关键词：水位控制；西门子PLCS7-200；水塔；水池AbstractIntheindustrialandagriculturalproductionprocess,oftenneedtomeasureandcontrolthewaterlevel.Waterlevelcontrolinthedailylifeofawiderangeofapplications,suchaswatertowers,groundwater,hydropowerstationsinthecaseofwaterlevelcontrol.Thewaterleveldetectioncanhaveavarietyofwaystoachieve,suchasmechanicalcontrol,logiccircuitcontrol,electromechanicalcontrol.ThisarticleusesthePLCtocarryonthemaincontrol,installsinthewatertankanautomaticmeasurewaterlevelinstallment.Theuseofwaterconductivitycontinuouslyaroundtheclocktomeasurethewaterlevelchanges,themeasuredwaterlevelchangesintothecorrespondingelectricalsignal,theMCGSconsoleapplicationsoftwaretoreceivethesignalprocessingdatatocompletethecorrespondingwaterleveldisplay,Faultalarminformationdisplay,real-timecurveandhistoricalcurvedisplay,sothatthewaterleveltomaintaintheappropriatelocation.Keywords:Waterlevelcontrol;SiemensPLCS7-200;Watertower;Pool电气与信息工程学院《PLC》课程设计说明书II目录第1章概述................................................................................................................................................11.1PLC及西门子S7-200系列PLC介绍............................................................................................11.2水塔水位基本介绍..........................................................................................................................1第2章PLC硬件设计...............................................................................................................................22.1系统描述..........................................................................................................................................22.2控制要求.........................................................................................................................................22.2.1控制要求描述......................................................................................................................22.2.2水塔水位示意图..................................................................................................................22.2.3水塔水位系统控制电路......................................................................................................32.3输入/输出分配...............................................................................................................................42.3.1列出水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分配表....................................................42.3.2水塔水位系统的输入/输出设备.......................................................................................4第3章PLC软件设计...............................................................................................................................53.1工作过程.........................................................................................................................................53.2程序流程图.....................................................................................................................................53.3梯形图.............................................................................................................................................7第4章水塔水位PLC模拟实物设计..................................................................................................8致谢..............................................................................................................................................................11参考文献....................................................................................................................................................12电气与信息工程学院《PLC》课程设计说明书1第1章概述1.1PLC及西门子S7-200系列PLC介绍20世纪70年代初出现了微处理器[1]。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC）。20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算[2]、PID功能[3]及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力[4]、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。西门子S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。西门子S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测[5]，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械[3]，中央空调[6]，电梯控制，运动系统。1.2水塔水位基本介绍水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统[7]，传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点。在水资源日益匮乏的今天，节约用水、提高水资源的利用率就显得十分必要。传统的水塔水位控制位粗放式的，基本没有水泵的合理控制，且多数为人力控制，工作强度大、危险。所以除了浪费电能外，还造成了人员的浪费。采用新型PLC控制水位的方式与过去的旧式控制相比在运行的经济性[8]、可靠性、