1、 可 编 程 控 制 器 技 术可 编 程 控 制 器 技 术 课程设计（论文） 题目：水 塔 水 位 控 制 系 统水 塔 水 位 控 制 系 统 院（系） ：电气学院 专业：电器工程及其自动化（电力系统） 2 目 录目 录 一、课程设计目的与要求 . 3 1.1 课程设计目的. 3 1.2 课程设计的实验环境 . 3 1.3 课程设计的预备知识 . 3 1.4 课程设计要求. 3 1.5 课程设计说明书要求 . 4 二、PLC 简介 . 5 三、课设任务 . 7 3.1 系统分析与 I/O 分配 . 7 3.1.1 水塔水位的工作流程： 7 3.1.2 水塔水位控制要求： . 8 3.1.
2、3 I/O 接口分配. 9 3.1.4 输入输出接线图 . 10 3.2 顺序功能图： 10 3.3 软件程序设计 11 3.3.1 水塔水位控制系统的 PLC 控制流程图 11 3.3.2 梯形图 . 12 参考文献 26 3 一、课程设计目的与要求 1.1 课程设计目的 本次课程设计的目的是在 PLC 课程学习之后，进行一次全面的综 合训练，其目的在于加深对 PLC 控制系统开发与设计的基本方法的掌 握。 1.2 课程设计的实验环境 硬件要求能运行 Windows XP 操作系统的微机系统。西门 子 可 编程控制器和仿真软件、电子元件一套、工具一套。 1.3 课程设计的预备知识 熟 悉 常
3、 用 电子 元 件的 使 用 ；电 路 电子 技 术 中的 相 关内 容； 电气控制；传 感器与数据采 集；可编程 控制原理与应 用 。 1.4 课程设计要求 具体任务：1、 （ 1）进水控制。当水池水位低于低水位界 时，SL4 为 ON，水阀 Y 打开进水；当水位高于水池高水位界 时 SL3 为 ON；水阀 Y 关闭。 （ 2）报警显示。如果水阀打开 4s 后，SL3 不为 ON，表示没有进水，出现故障，此时系统关闭 水阀，指示灯按 0.5 秒亮灭周期闪烁。 （3）抽水控制。当 SL4 4 为 OFF 并且水塔水位低于水位界时，SL2 为 ON，水汞 M 启动 运转，开始抽水；当水塔水位高于
4、高水位界是，SL1 为 ON， 水 汞 M 停止运行，抽水完毕。 1.5 课程设计说明书要求 （ 1）设计使用的 PLC 和外围器件选择与介绍。 （ 2） 分析控制要求，回执电路图。 （ 3） 确定输入输出设备及接点分配。 （ 4） 画出程序流程图和梯形图。 （ 5） 指令表清单。 5 二、PLC 简介 PLC 的基本结构 1、中 央 处理单元（CPU） PLC 的中央处理器与一般的计算机系统一样， 是 PLC 的控 制 中 枢，其性能就决定了 PLC 的性能。 2、存 储 器（RM/ROM) 存储器是具有记 忆功能的半导体电路，主要用来存放系 统程序， 用户程序和工作数据等。 PLC 中使用
5、的存储器由 ROM、 EPROM 组成。 3、I/O 接 口 6 输入接口一般有 数据输入寄存器、选通电路和中断请求 逻辑电路构成，负责微处理器级外部设备交换信息。驶入接 口一般采用光电耦电路将 PLC 于现场设备隔离起来，以提高 CPU 的抗干扰能力。输入接口电路通常有两类：直流输入， 交 流 输入。 输出接口模块式 PLC 与现场设备之间的连接部件，用来 将 输 出信号给控制对象。 4、I/O 扩 展接口 小 型 的 PLC 输入输出接口都是与中央处理单元 CPU 制造 在 一 起的。为了满足被控设备输入输出点数较多的要求，常 需要扩展数字量输入输出模块； 为了满足模拟量控制的需要， 常
6、需 要扩展模拟量输入输出模块，如 A/D 转换模块等。I/O 模 块 扩展接口就是为了连接各种扩展模块设计的。 5、通 讯 接口 通 讯接口用于 PLC 等智能设备之间的连接，实现数据传 送 。 6、编 程 器 编程器主要有两种。一种是 PLC 专用编程器，另一种是 基 于 个人计算技术系统的 PLC 编程器。 7 三、课设任务 3.1 系统分析与 I/O 分配 3.1.1 水塔水位的工作流程： 当水池液面低于下限水位(S4为ON表示)，电磁阀Y打开注水s4为OFF， 表示水位高于下限水位，则电磁阀关闭。若4秒内开关S4仍未由闭合转 为分断状态，表明电磁阀Y未打开，出现故障。则指示灯Y1闪烁报警。 当水池液面高于上限水位(S3为ON表示)。电磁阀Y关闭。当水塔水位低 于下限水位(s2为ON表示)，水泵M工作向水塔供水，S2为OFF。表示 水位高于下限水位。当水塔液面高于上限水位(S1为ON表示)，水泵M停 止。模型如图1所示 8 3.1.2 水塔水位控制要求： 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 10s，在此定时 间内如水池高水位
