水塔供水电气控制系统设计与调试

电气控制技术

综合实验报告书

题目水塔供水电气控制系统设计与调试

学院(部) 电子与控制工程学院

专业电气工程及其自动化

班级2013320402

学生姓名徐通

学号201332040205

12 月28 日至 1 月8 日共 2 周

指导教师(签字)

系主任(签字)

摘要

水塔是自动供水系统中的重要部分，在我们的生活中扮演着至关重要的角色。而且由于水塔很高，不易观察到水箱水位的状况，本设计旨在于通过所学电气方面的知识，设计一个简单的水塔供水电气控制系统，满足一些简单的基本

功能。

为了满足该设计中提出的基本功能的要求，本次设计在主电路上采用三台电动机，同时采用了三个电源线圈对电机进行工作的控制，采用热继电器和低压断路器对电机进行过载和短路保护。控制电路上，为了简单灵活起见，采用华光PLC的SH—32RI进行控制。再加入必需的一些按钮、开关、指示灯等。从而基本形成了一个简单的水塔供水电气控制系统。

本次设计旨在于学习和了解设计一个系统的流程和需要注意的问题，故在本设计中，主要进行的工作是设计系统原理图，画出系统的接线图和系统平面布置图，最后再进行控制柜大小的设计。通过这些琐碎的工作，从而了解和掌握相关的设计方法和知识。

关键词：电动机PLC 原理图接线图布置图

目录

一设计内容及要求 (3)

二设计原始资料 (3)

三实验仪器设备............................................................................................. 错误!未定义书签。四PLC可编程控制器简介 (4)

五水塔供水系统............................................................................................. 错误!未定义书签。

5.1 系统简介............................................................................................ 错误!未定义书签。

5.2 对系统分析 (6)

六设计思路 (11)

七主电路及控制电路设计............................................................................. 错误!未定义书签。

7.1 主电路设计 (8)

7.2 控制电路设计 (8)

八实验选型 (10)

8.1 PLC的选型 (8)

8.2 元器件的选型 (8)

九控制柜的设计 (10)

十接线安装布置 (10)

十一操作使用说明 (12)

十二系统工作原理......................................................................................... 错误!未定义书签。十三实验调试................................................................................................. 错误!未定义书签。十四结束语..................................................................................................... 错误!未定义书签。十五参考资料................................................................................................. 错误!未定义书签。十六附录......................................................................................................... 错误!未定义书签。

16.1元器件明细表................................................................................... 错误!未定义书签。

16.2图表目录........................................................................................... 错误!未定义书签。一设计内容及要求

通过对电气控制系统的设计，掌握电气控制系统设计的一般方法，能够设计出满足控制要求的电气原理图，安装布置图、接线图和控制箱的设计，并进行模拟调试。具有电气控制系统工程设计的初步能力。根据系统的控制要求，采用PLC为中心控制单元，设计出满足控制要求的控制系统并进行联机调试。

二设计原始资料

某生活小区内生活水塔，三台水泵供水。水泵电机5.5KW。

1.三台电机起动时间错开，即上一台电机起动5秒后，下一台电机才能起动。

2.三台水泵正常情况下两运行一备用。为防止备用泵长期闲置锈蚀，备用泵可

在操作台上用按钮任意切换。运行中，任一台电机出现故障，备用泵自投。

3.起动与停机条件：高低位水箱均设水位信号器。高位水箱水位达到低位，低

位水箱水位达到高位时，水泵起动；高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位时，水泵停止。

4.设手动、自动工作方式。手动方式下各台水泵不联锁，用按钮分别对水泵起

停控制。

5.各种指示及报警。

三实验仪器设备

综合试验台、PLC、控制面板、继电器、导线若干等

四 PLC可编程控制器简介：

可编程序控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程序控制器只能进行逻辑控制，随着技术的发展，可编程序控制器已经发展成为一种数字运算操作的电子系统，，可以说是现在的可编程序控制器是专为工业应用下而设计的。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

PLC是通过执行程序来完成控制任务，PLC在执行程序的时候采用的是“先上后下，先左后右，扫描一行，执行一行。”的原则，因此程序的先后顺序对控制要求的实现与否有着重要的影响。特殊的扫描方式决定输入信号只能在输入采样阶段输入。在程序执行阶段，即使输入信号发生变化，输入映像存储区的状态不会发生变化，所以本次扫描不会得到响应，造成输入 / 输出之后的现象，导致程序不能达到控制要求。

五水塔供水系统

5.1系统简介

水塔供水系统是目前生活小区、学校等人口较多的地方常用的供水系统。当水塔水位降低到一定液位时，水泵启动从地面水池向上供水，水塔充水达到液位上线时，水泵停止供水。该系统配置三台电机，正常情况下两台运行一台备用，当有一台电机故障时备用电机可以自投供水，保障系统在一台电机故障情况下依然可以正常运转。其中电机M1、M2、M3均采用PLC可编程控制器实现编程自动控制，完成水塔（水池）液位状态读取实现自动抽水、故障自投、故障警报等任务。

5.2 对设计要求做分析

自动状态：将控制系统调至自动状态。启动前通过按钮选择备用电机。当水塔下限液位开关启动或水池上限液位开关启动，除选为备用的电机外另外两电机相差5秒依次运行。

例如：选电机M1为备用电机，按下按钮。启动时电机M2先启动，延时5秒，电机M3启动。当水塔上限液位开关SL2启动或水池下限液位开关SL4启动，两个电机停止运行。

手动状态：将控制系统调至手动状态。三台电机互不连锁。分别用两个按钮控制每个电机的启动、停止。例如：对电机M1按下电机M1启动按钮，电机

M1启动；按下电机M1停止按钮，电机M1停止运行。

故障状态：电机运行中两运行一备用。当运行中某一电机发生故障，备用电机解除备用状态，延时5秒，自投。例如：电机M1备用，当另外两台电机其中一台出现故障，PLC接收信号解除电机M1的备用状态，延时5秒，投入使用。

各种指示及报警：各电机启动指示灯，各电机故障报警警铃。

六设计思路：

1.电路中有延时起动环节；

2.要求三台水泵正常情况下两运行一备用，且备用泵可在操作台上用按钮任意切换，所以设置3个模块（即：一1,2为主动泵，3为备用泵。二 2,3为主动泵，

1为备用泵。三 1,3为主动泵，2为备用泵）。通过3个按钮选择不同模块。将高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位的信号作为停止信号，来控制水泵启动。在电路中模拟备用泵自投，设置电机断路作为主动泵电机出现故障，然后备用泵自动投入使用；

3.在电路设计时用四个不同的信号进行串联与并联，实现起停，但在实际电路中可以仅用两个按钮实现起动与停止，常开触点为最低水位的信号，常闭触点为最高水位的信号，即可实现；

4.要求电机手动控制，设置3个按钮分别控制电机手动。

5.将三个指示灯并联在继电器的周围可以模拟泵的运行，在电路设计时把热继电器的常开触点与报警器与指示灯并联可实现异常环节的提前保护。

七主电路及控制电路设计

7.1 主电路设计

综上分析，设计如下所示主电路图

图一：主电路图

主电路如图一所示，其中QF1、QF2、QF3分别为主电路和各电动机的运行断路器，F1、F2、F3为熔断器。FR1、FR2、FR3分别为电动机过载保护用热继电器。热继电器和低压断路器依据被保护电路的电流选择。从而实现电机正常状态下运行，非正常状态下保护。

7.2控制电路设计：

确定好按钮等输入开关，指示灯等输出设备。根据所选用PLC，对输入、输出端口进行分配。分配详细如表一。

表一：I/O口分配表

八实验选型

8.1 PLC的选型：

本次课设要求选取华光PLC的SH—32RI。此型号的PLC输入输出点数均布，十六输入十六输出。采用手持编程器。可以满足系统设计需求。

8.2 元器件的选型：

①接触器的选择

当P=5.5KW，U=380V时由P=1.732UIcosφ得：I=P/（1.732Ucosφ）≈9.3A。接触器线圈的额定电压为220V，故所选接触器的型号为NC8-12M，数量为3个

②热继电器的选择

选用具有断相保护功能的热继电器。电机的额定电流约为9.3A，故选用的热继电器的型号为LR1-D12热元件的额定电流为12A，并将其额定电流整定为12A。

③水位信号器的选择

信号继电器选用浮球水位信号器，水塔和水箱均需一对常开触点和常闭触点。选用的浮球磁性开关的型号为FQS-4，数量为2个。

④空气开关的选择

电机的额定电流约为9.3A，额定电压为380V。用作电动机的短路保护时，瞬动脱扣器的整定电流Idz=（10-12）Ie=（10-12）*9.3=（93-111.6）A，故选用的空气开关规格为DZ-20-100。通过控制回路的电流比较小，所以控制电路的空气开关选用型号为DZ-20-10的单项空开。

⑤控制柜的选择

控制柜选用非标准柜，其外部尺寸为400X170X650（单位为mm），因为控制柜内及面板上所安装的元器件均比较少，选用标准柜即浪费空间又不经济。

⑥控制按钮和旋钮的选择

根据系统原理图及系统电压可选择：按钮用SLA1-11M 工作电压为24~220V。尺寸为：直径为18mm,安装孔为16mm.旋钮用LA18-44X2，直径为48mm。

⑦指示灯的选择

在控制电路上，为了接线简单起见，给指示灯供电为220V。故选择指示灯类型为：XDY1-B/41 颜色：红色额定电压为220V ，XDY1-B/42 颜色：绿色额定电压为220V.尺寸为：直径28mm,安装时，两灯水平之间距离不小于65mm，垂直之间距离不小于50mm.

⑧端子排的选择

在本设计中，一共用了17个端子进行导线的引入和引出，故选用端子排的型号为：TZ1-20，总共有20个端子，每个端子的尺寸为：10*51*72。

九控制柜设计

柜内外安装布置图。具体见图纸部分水塔供水系统布置图。

十接线安装布置

接线安装布置图。具体见图纸部分水塔供水系统接线图。

十一操作使用说明

旋钮SA为自动/手动工作方式转换开关，旋钮不接通时默认为自动工作方式，接通时为手动工作方式。

自动工作方式状态下：按下SB1即为选择水泵1备用工作状态。

按下SB2即为选择水泵2备用工作状态。

按下SB3即为选择水泵3备用工作状态。

手动工作方式状态下：按下SB4，水泵1启动。

按下SB5，水泵1停止。

按下SB6，水泵2启动。

按下SB7，水泵2停止。

按下SB8，水泵3启动。

按下SB9，水泵3停止。

水塔供水自动控制系统的设计

水塔水位的PLC控制的设计PLC课程设计说明书 姓名 班级 学号 专业机电一体化技术 教师 组别 日期 2012.1.10 成绩

目录 一概述 (1) 二水塔供水自动控制系统方案设计 (2) 设计方案 (2) 三水塔水位自动控制系统设计 (2) 1水泵电动机控制电路的设计 (2) 2水位传感器的选择 (4) 四水位自动控制系统的组成 (6) 1、系统构成及其控制要求 (6) 2系统框图 (7) 五 PLC的设计 (8) 1可编程序控制器(PLC)简介 (8) 2PLC工作原理 (8) 3PLC的编程语言--梯形图 (9) 4SYSMAC-C系列P型机概述 (11) 5水塔水位自动控制系统的软件设计 (12) 六结束语（系统总结分析） (17) 1系统的优点 .......................................................................... 错误！未定义书签。2结束语 .................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 (19) 致谢 (20)

水塔供水自动控制系统的设计 一概述 水塔水位控制系统采用交流电压检测水位,在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位S2时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位S4时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位S2时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位S1时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。 二水塔供水自动控制系统方案设计 设计方案 PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统原理。 在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。本文主要阐述利用PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统。

现代电气控制系统安装与调试

现代电气控制系统安装与调试

作者: 日期:

2015年全国职业院校技能大 赛 现代电气控制系统安装与调试 【样题】 （总时间：240分钟） 工 作 任 务 书 场次号 ________ 工位号____________

请按要求在"4个小时内完成以下工作任务： 一、按“标签打印系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。 二、按“标签打印系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。 三、参考XXX床电气原理图，排除XXX床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。 请注意下列事项： 一、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。 二、电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。 三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安 装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。 四、所编PLC程序保存到计算机的D盘文件夹中，文件夹名称以工位号命名，选手需按指定路径将程序存盘。

标签打印系统控制说明书 一、标签打印系统运行说明 标签打印系统是用于工业、商业、超市、零售业、物流、仓储、图书馆等需要的条形码、二维码等标签制作，具有采用准确控制、高速运行、一体制作等要求的系统。 标签打印系统由以下电气控制回路组成：打码电机M1控制回路 【M1为双速电机，需要考虑过载、联锁保护】。上色电机M2控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。传送带电机M3控制回路【M3为三相异步电动机（带速度继电器），由变频器进行多段速控制，变频器参数设置为第一段速为15Hz，第二段速为30Hz，第三段速为40Hz、第四段速为50Hz，加速时间0.2秒，减速时间0.3秒】。热封滚轮电机M4控制回路【M4 为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。上色喷涂进给电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转/反转的转速可为1圈/秒?3圈/秒；正转对应上色喷涂电机向下进给】。以电动机旋转“顺时针旋转为正向，逆时针旋转为反向”为准。 二、标签打印系统安装方案要求 1、本系统使用三台PLC，网络指定Q0CPU/S7-300/S7-1500 为主站，2 台FX3U/S7-200Smart/S7-1200 为从站，分别以CC_Link 或工业以太网的形式组网。 2、MCGS触摸屏应连接到系统中主站PLC上（三菱系统中触摸屏连接到QPLC的RS232端口；西门子系统中触摸屏连接到S7-300/S7-1500 的以太网端口，不允许连接到交换机）。

给水工程设计(审图)标准

给水工程设计（审图）标准（）月第一次修订2018年9第一章总则 第一条给水工程设计（审图）以确保安全供水为前提，以先进技术为保障， 以提高工程质量为标准。 第二条新建、改建和扩建给水工程设计（审图）以大连金普新区给水管网总体规划为依据。 第三条给水工程包括市政管道工程、住宅配套工程、公共设施配套工程、工商企业配套工程等。 第二章设计（审图）依据及标准规范 第四条给水工程设计（审图）标准应符合现行国家、行业相关规范、标准要求。 第五条设计（审图）相关依据。 （一）、《建筑给水排水设计规范》（2009年版）GB50015-2003；（二）、《室外给水设计规范》 GB50013-2006； （三）、《城市工程管线综合规划规范》GB50289-98； （四）、《泵站设计规范》GB 50265-2010； （五）、《建筑设计防火规范》GB50016-2014； （六）、《城市给水工程规划规范》GB 50282-98； ；GB50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》、（七）．

（八）、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002；（九）、《节水型卫生洁具》GBT31436-2015； （十）、《大连市供水用水管理条例》 2012版； （十一）、《大连市节约用水条例》 2013版； （十二）、《大连开发区住宅类建筑给水管道施工技术标准》； （十三）、《大连开发区城市居民二次供水加压泵站（设计）建设标准》；等相关的设计、施工、验收规范及技术标准。 第三章室内给水工程 第一节管道设置 第六条室内生活给水管道宜布置成枝状，单向供水。 第七条管道应设置在单元管道井内，管道井的净尺寸应符合规范要求，且管 道井开门尺寸不小于800×600mm。住宅项目室内给水平面图中应设 计水暖管道井管线（含智能水表穿线套管）平面布置详图。 第八条管道应固定在管道井内，管道支架采用50x50mm镀锌角钢制作。 第九条管道采用橡塑棉保温。 第十条室内出户管埋深以室外地坪下1.2米为标准。 第二节管材选用 第十一条公建及住宅分户水表前管材宜选用S4级(PN16)PPR给水塑料管。

水箱液位控制系统设计说明

过程控制综合训练 课程报告 16 —17 学年第二学期课题名称基于PLC和组态王的 系统 姓名 学号 班级 成绩

水箱液位控制系统 [摘要] 在工业生产过程中，液位贮槽如进料罐、成品罐、中间缓冲器、水箱等设备应用十分普遍，为了保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡。因此，工艺要求贮槽的液位需维持在给定值上下，或在某一小围变化，并保证物料不产生溢出。例如，锅炉系统汽包的液位控制，自流水生产系统过滤池、澄清池水位的控制等等。根据课题要求，设计一个单容水箱的液位过程控制系统，该系统能对一个单容水箱液位的进行恒高度控制。 关键词：过程控制液位控制PID控制 Abstract: In the process of industrial production, liquid storage tank such as product cans, buffer, tanks and other equipments are widely used. In order to ensure the normal production,material supply and demand must be balanced to guarantee the process of the production. So, the process requires that the liquid level in the tank should be maintained at a given value, or change in a small range,and ensure that the material does not overflow,for instance,system of boiler drum level control, level control of filter pool and clarification pool of self-flowing water production

基于三菱PLC的水塔水位自动控制设计

电气工程学院 设计题目：水塔水位PLC自动控制系统 系别： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：

电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计 基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：

摘要 目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。 本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC 构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。 关键词：水位自动控制、三菱FX2N、水泵、传感器

目录 摘要 ............................................................................................................................................................................ I 目录 ........................................................................................................................................................................... I I 第一章绪论 (1) 1.1本课题的选题背景与意义 (1) 1.2可编程逻辑控制器简述 (1) 第二章水塔水位控制系统硬件设计 (2) 2.1基于PLC的水塔水位控制系统基本原理 (2) 2.2水塔水位控制系统要求 (3) 2.3水塔水位控制系统主电路设计 (4) 2.4 系统硬件元器件选择 (5) 2.5 I/O口的分配及PLC外围接线 (6) 第三章水塔水位系统的PLC软件设计 (10) 3.1 水位控制系统的流程图 (11) 3.2 PLC 控制梯形图 (12) 3.3 水位控制系统的具体工作过程 (20) 第四章总结 (21) 参考文献 (22)

水塔供水系统的PLC控制设计

课程设计 课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称水塔供水系统的PLC控制设计专业测控技术 班级1301 学号 姓名 指导老师刘星平，赖指南，谭梅，沈细群 2016年6月17日

电气信息学院 课程设计任务书 课题名称水塔供水系统的PLC控制设计 姓名专测控技术与仪器班级学号 指导老师刘星平、赖指南等 课程设计时间2016年6月6日-2016年6月17日（15、16周） 教研室意见意见：同意审核人：汪超林国汉 一.任务及要求 设计任务： 以PLC为核心，设计一个水塔供水系统的PLC控制系统，为此要求完成以下设计任务： 1.根据系统的基本结构、工艺过程和控制要求，确定控制方案。 2.配置电器元件，选择PLC型号。 3.绘制PLC控制系统线路原理图和PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.上机调试程序。 5.上位机组态监控的设计(可选项） 6.编写设计说明书。 设计要求 （1）所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 （2）所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 （3）所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出。 二.进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。 2.第一周星期二～星期四：详细了解控制系统的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制控制系统的控制线路原理图和控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 4.第一周星期五：上机调试程序。

大楼物业供水系统设计

大楼物业供水系统 设计

大楼物业供水系统设计 目录 第 1 章绪论 (1) 1.1 研究背景 (1) 1.2 供水系统设计要求 (2) 1.3 供水系统设计思想 (3) 1.4 供水系统方案确定 (4) 1.5 供水系统运行和原理 (4) 1.5.1 系统原理说明 (4) 1.5.2 系统运行说明 (5) 第 2 章可编程控制器的概述 (7) 2.1 可编程控制器介绍 (7) 2.2 三菱FX系列介绍 (7) 2.2.1 三菱FX系列PLC主要特点 (8) 2.2.2 三菱FX系列PLC主要数据简介 (8) 2.2.3 三菱FX系列PLC基本指令 (9) 2.3 可编程控制器的特点 (10) 2.4 可编程控制器的工作原理 (10) 2.4.1 PLC的等效工作电路 (10) 2.4.2 PLC的工作过程 (12) 第 3 章系统硬件设计 (14) 3.1 系统的构成 (14)

3.2 系统主要硬件设备的选型 (16) 3.2.1 PLC的选型 (16) 3.2.2 水泵机组的选型 (17) 3.2.3 压力传感器的选型 (18) 3.3 系统电路分析及设计 (20) 3.3.1 系统电源 (20) 3.3.2 供水系统主电路分析与设计 (21) 3.3.3 可编程控制器I/O分配 (24) 3.3.4 PLC I/O接线图 (25) 3.3.5 压力传感器信号处理 (26) 3.3.6 报警电路设计 (27) 第 4 章系统的软件设计 (30) 4.1 软件开发环境简介 (30) 4.2 供水系统程序流程图 (31) 4.3 供水系统程序设计及解析 (32) 4.3.1 程序的模式选择、水泵工作程序设计及解析 (32) 4.3.2 程序的保护、报警选择程序设计及解析 (34) 4.4 程序调试及仿真 (37) 4.5 程序调试及仿真体会 (39) 结论 (42) 致谢 (44) 参考资料 (46)

基于PLC的液位控制系统设计

毕业论文（设计）题目：基于PLC控制的高精度液位控制系统的设计 姓名：濮孝金 学号： 专业：机械电子工程 年月

摘要 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与控制，而日常生活中应用 到的水位控制也相当广泛。在以往水塔液位控制系统中，常规继电器的频繁操作容易导致机械磨损，不方便更新和维护，不能满足人们的实际需求；另外，随着人口的递增和生活条件的提高，人们用水的需求量也日益增加。 为了提高液位控制系统的质量和效率，节约能源，本次模拟水塔液位控制系统的装置考虑结合可编程逻辑控制器，继电器和传感器等技术，实现液位控制系统的自动控制。本设计使用西门子S7-300 PLC可编程控制器作为液位控制系统的核心，配合硬件与软件实现液位控制池液位动态平衡，过高、过低水位报警等功能。主要 的实验方法是在水箱上安装一个自动水位测量装置，通过水位变送器检测水箱实际液位并将该液位反馈到PLC控制器，经A/D转换后，所得数据与PLC内部设定数据进行比较，控制器处理数据并发送相应指令改变电机的转速从而控制抽 水速率，改变进水量，使水位稳定地保持在设定值附近。此外，通过液位标定计算出控制器输出PIW数值与实际水位的关系，就可以在触摸屏上直观显示实时水位情况。实验结果表明本设计能较好地完成自动液位控制的功能。 关键词：水塔液位控制，水位控制，继电器，PLC Abstract In the course of routine industrial and agricultural production we the need to measure the water level and

control it. Furthermore everyday level control applications are quite extensive , such as hydropower , water towers and other water control . According to the water supply system in the past, frequent operation towers will produce mechanical wear of conventional relay convenient maintenance and updates, that means it can not meet the actual needs of the people, and with Gradual growth of population and living conditions, the demand for water is also increasing .In order to improve the quality of the water supply system, energy conservation, so I considered use a programmable logic controller, relay and sensor technology, with hardware and software to achieve low water level alarm, warning switch between work and procedures manual / automatic to design practical level control tower scheme. I completed the set up of this simulation using the tank water tower , based on Siemens S7-300 PLC programmable controller tank water level control system as the core .I completed a water tank to

水塔水位控制系统课程设计报告

北京理工大学珠海学院 课程设计 课程设计（C） 学院：信息学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 201 年月日 北京理工大学珠海学院

北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：专业班级：自动化 指导教师：工作部门：信息学院 一、课程设计题目水塔水位控制系统 二、课程设计内容： 1、硬件设计 （1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器，P1.1接水位上限传感器，P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C 电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。 （3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。 2、软件设计 （1）根据功能要求画出控制程序流程图。 （2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。 三、功能要求： 1、水塔水位下降至下限水位时，启动水泵,水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。 2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 3、供水系统出现故障时，自动报警。 四、调试 1、在Kerl-uvision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。 2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常。 3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。 撰搞人教研室主任院长 签名 日期2010.10.6

简易水塔供水系统

第一章系统基本设计 第一节引言 随着生活水平的提高,水塔自动供水系统在日常生活及工业领域中应用相当广泛，本设计应用于工厂备用水源方面使用自动供水系统, 而以往水塔水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，而本设计的主要作用是能够很好的节省劳动力，免去了传统的供水的繁琐，自动供水，适用于节约型经济社会。 本系统摒去一往的设计理念，将水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量传给芯片，经芯片处理后由继电器控制水泵的启动和停止。以确保给水、补水箱水位的平衡，并且还有指示灯来实现当前的工作状态。 第二节系统设计方案 1.2.1设计要求： 1、可以自动实现水位检测。 2、可以自动启动停止水泵。 3、有指示灯能够现实当前的工作状态。 1.2.2两种设计方案 方案一： 用单片机作为控制核心用六个液位传感器分别作为给水箱补水箱的上限位、中限位和下限位传感器，从而利用单片机采集信号、处理来控制电机起停实现补水与否和工作状态指示。 方案二： 系统以模拟，数字混合电路为核心，利用水的特殊导电性做成的水位传感器作为芯片的输入量。通过逻辑门电路的组合来实现控制。与非门电路组成给水箱控制电路实现给水箱的补水；用与门电路的组合实现补水箱控制电路，控制给给水箱补水与否；最后通过两个二极管的开通

和关断来实现电机的启动与停止以及工作指示灯的指示。 对比以上两种方案都可以实现系统要求，但方案一成本高，电路复杂，并且还需要软件的调试。考虑到系统的精度不需很高，确定选择方案二的设计。

第二章电源电路 电源采用三端稳压器结构。电路有整流、滤波及三端稳压等环节组成，如图2-1 图2-1 电源电路 第一节单相桥式整流 桥式整流电路由变压器、四个二极管组成的整流桥和滤波电容等器件组成，属于全桥整流电路。整流过程如图2-1 当u2是正半周时，二极管VD1和VD3导通，而二极管VD2和VD4截止，负载上的电流自上而下流过负载，负载上得到与u2的正半周期相同的电压。 当在u2负半周时，u2的实际极性是下正上负，二极管VD2和VD4导通而VD1和VD3截止，负载上的电流仍然自上而下流过负载，负载上得到了与u2正半周相同的电压。

液位控制系统设计说明

目录 第１章绪论............................................................................................... - 1 - 第2章设计方案........................................................................................ - 2 - 2.1 方案举例......................................................................................... - 2 - 2.2 方案比较......................................................................................... - 3 - 2.3 方案确定......................................................................................... - 3 - 第3章硬件设计........................................................................................ - 4 - 3.1 控制系统......................................................................................... - 4 - 3.1.1 AT89C51单片机 ..................................................................... - 4 - 3.1.2 AT89C51的信号引脚............................................................... - 6 - 3.1.3 单片机最小系统 ....................................................................... - 7 - 3.2 感应系统......................................................................................... - 8 - 3.3 指示系统......................................................................................... - 9 - 3.4 液位控制系统................................................................................. - 10 - 3.5 电机与报警系统.............................................................................. - 11 - 第4章软件设计...................................................................................... - 14 - 4.1 延时子程序.................................................................................... - 14 - 4.2 感应系统程序................................................................................. - 14 - 4.3 指示系统程序................................................................................. - 15 - 4.4 电机和警报系统程序 ....................................................................... - 16 - 4.5 液位预选系统程序 .......................................................................... - 16 - 4.6 系统主流程图................................................................................. - 19 - 第5章系统测试...................................................................................... - 21 - 5.1 仿真测试过程................................................................................. - 22 - 5.2 仿真结果....................................................................................... - 24 -总结...................................................................................................... - 25 - 致谢...................................................................................................... - 26 - 参考文献................................................................................................... - 25 -附录1 系统仿真电路 ................................................................................ - 28 - 附录2 源程序.......................................................................................... - 29 -

西门子S7-200系列PLC控制水塔水位(含程序)

一、水塔水位 1、系统描述及控制要求 1.1 国内外发展现状调查 1.1.1 PLC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。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Programmable Logic Controller（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、PID功能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、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，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，中央空调，电梯控制，运动系统。

组态设计水塔供水系统组态设计(自动化专业)

自动化应用软件实训设计 题目：水塔供水系统 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 评语： 成绩

一、题目设计方案 本文所设计的水塔供水系统主要由七部分组成，分别是登录界面、控制主画面、实时曲线、历史曲线、实时报表、历史报表以及报警窗口。 系统实现了水塔液位的自动调节。当水塔储水箱液位低于25dm时，采用单位时间供水量为5dm的深井泵1和单位时间供水量为10dm的深井泵2同时向水塔储水箱供水。当水塔液位达到60dm时，关闭深井泵1，深井泵2单独供水；当水塔液位达到80dm时，用深井泵1单独供水，当水塔液位高于96dm时，向水塔停止供水。 当水塔储水箱中有水时，通过供水阀向两个站点水箱分别供水，一旦站点水箱液位达到85dm时，停止供水，而当其液位低于一定值时，继续供水，这样保证了用户用水的水压不会过高或者过低。 “组态王”是完全基于网络的概念，是一个完全意义上的工业级软件平台，现已广泛应用于化工、电力、国属粮库、邮电通讯、环保等行业。它也适合于污水处理行业的设计工作。组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。 二、界面设计 根据软件监控的需要，要对水塔储水箱以及站点水箱的液位实行监控，但由于是模拟设计，没有真正的对象，于是构造一个虚拟对象，即设计一个基于组态王的水塔液位的模拟控制，通过对模拟水箱液位的控制来模拟现场真正的运行情况，一边进行监控。 1．内存变量的定义 首先打开组态王软件的工程浏览器，在数据词典中双击新建，会弹出如图1的对话框，键入变量名，设置变量类型。

《电气控制控制系统安装与调试》课程整体教学设计

《电气控制控制系统安装与调试》课程整体教学设计 （学年第学期） 一、管理信息 二、课程设计 ．课程目标 能力目标： 在实际工作中能正确地选择使用电动机与低压电器； 能正确地通过电气原理图熟练的接装低压电器元件； 】 通过测量仪表检测设备的电气故障，并能进行故障的排除； 熟练掌握低压电器与交直流电动机在不同的工作过程中的联结方法，并能通过元件实际接线图绘制电气原理控制图，能对其进行分析。

根据电气控制原理图（接线图）能正确安装、接线电器元件，并能使用电子仪器对安装线路进行检查； 能安装与调试小型电气控制系统项目； 培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力； 具有对一般机床进行维修的能力； 能利用基本控制环节进行一般电气控制系统的设计。 知识目标： ] 通过本课程的学习能够使学生掌握交直流电机的结构及交直流电动机的启动、调速、制动等方面的理论知识； 学习低压电器的工作原理及工作特性，以及在实际应用过程中的使用方法与参数，能熟练的应用低压电器完成简单的控制过程； 了解控制电机、同步电机的工作原理以及在生产控制中的应用； 利用低压电器控制电动机的启动、调速与制动，同时熟练掌握交流电机常用的启动与控制方法； 掌握对电力拖动装置进行选择和简单计算技能； 能熟练的查看电气原理图并能对其控制过程进行分析，阅读典型机床电气原理图，熟悉控制过程与故障的排除方法。 ．课程教学活动设计 单元训练项目（根据综合训练项目确定单元训练项目）： ， 电动机（）单向运行控制线路（）分析、连接与调试（） 电动机（）正反转控制线路（）分析、连接与调试（） 综合训练项目（根据职业岗位的能力要求确定综合训练项目）： 电动机（）启动运行控制线路分析、连接与调试（） 电机控制系统能耗制动制线路分析、连接与调试（） ， ．课程内容设计 模块名称核心内容训练项目学 时 、电机原理（）变压器的选择与使用) 直流电动机的启动、调速、反转与制动 三相异步电动机的启动、调速、反转与制动 ~ 常用低压电器元件的识别 、电气控制线路( ) 分析、连接与调试电动机单向运行控制线路分析、连接与调试 电动机正反转控制线路分析、连接与调试 电动机启动运行控制线路分析、连接与调试电机控制系统能耗制动制线路分析、连接与调试

恒压供水系统设计

目录 1 摘要 (1) 1.1 引言 (1) 1.1变频恒压供水系统理论分析 (2) 1.1.1变频恒压供水系统的原理 (2) 1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2) 1.2恒压供水控制系统构成 (3) 2 变频恒压供水系统设计 (4) 2.1 设计任务及要求 (4) 2.2 系统主电路设计 (5) 2.3 系统工作过程 (6) 3 器件的选型及介绍 (7) 3.1 变频器简介 (7) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (7) 3.1.2 变频器的控制方式 (7) 3.2 变频器选型 (9) 3.2.1 变频器的控制方式 (9) 3.2.2 变频器容量的选择 (9) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (11) 3.3 可编程控制器(PLC) (13) 3.3.1 PLC的定义及特点 (13) 3.3.2 PLC的工作原理 (14) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (14) 4 PLC编程及变频器参数设置 (15) 4.1 PLC的I/O接线图 (15) 4.2 PLC程序 (16) 4.3 变频器参数的设置 (20) 4.3.1 参数复位 (20) 4.3.2 电机参数设置 (20) 总结 (21) 参考文献 (22)

摘要 以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点，变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、防雷避雷技术、现代控制、远程监控技术与一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便的实现供水系统的集中管理与监控；同时系统具有良好节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 关键字：恒压供水、变频器、PLC控制器 Combined with frequency as the core component of the PLC control system with high reliability, strong anti-interference ability, combined flexible programming, easy maintenance and low cost, and many other characteristics, frequency conversion constant pressure water supply system combines technology, electrical technology, lightning lightning protection technology, modern control, remote monitoring technology and integration. Using the system for water supply can improve the stability and reliability of water supply systems, water supply systems to facilitate the implementation of centralized management and monitoring; the same time the system has good energy efficiency, which is an increasing scarcity of energy is particularly important today, so the study design of the system, for improving efficiency and living standards, reduce energy consumption has important practical significance Keywords: constant pressure water supply, inverter, PLC controller

液位控制系统设计

液位控制系统设计 学院： 专业班级： 学生姓名： 指导老师：

液位控制系统设计 本文主要讲了压力传感器实现的液位控制器的设计方法，以单片机为核心。通过外围硬件电路来达到实现控制的目的，根据需要设定液位控制高度，同时具备报警、高度显示等功能，具有与液面不接触的特点，可用于有毒、腐蚀性液体液位的控制，具有较高的研究价值。该控制器不仅可用于学校进行教学研究，还可用于生产实际，是目前比较缺少的一种产品。随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。 。关键词：单片机；水位检测；控制系统；仿真 0 引言 随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。另外，液位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛应用。通过对模型的设计可很好的延伸到具体应用案例中。中国使用单片机的历史只有短短的30年，在初始的短短五年时间里发展极为迅速。1986 年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，很多地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。单片机应用技术飞速发展，我们上因特网输入一个“单片机”的搜索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外的。电子界，在2003年7月，https://www.sodocs.net/doc/a1236414.html, （91 猎头网）在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求报告中，单片机人才的需求量位居第一。大家都有些奇怪一块小小的片子，为何有这样的魔力？我们首先从它的构成说起：单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。正因为如此他才改变了我的生活它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达3 亿片，且每年以大约20%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地