液位升降控制系统设计课程设计

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1、 信息科学与工程学院 课程名称： PLC 技术课程设计 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 二一二 年 五 月 1 1、设计题目：、设计题目： 液位升降控制系统设计 2 2、设计目的：、设计目的： 巩固PLC 技术课程学过的知识，加强理论与实践的联系。以西门子 S7-300 系列 PLC 为 例，通过本课程设计，达到了解硬件设备，熟悉 PLC 系统设计流程，灵活运用基本指令和高级 指令，熟悉 SETP7 软件的目的。 3 3、设计要求：、设计要求： 某进出水系统由进水阀门、储水罐及出水阀门组成，储水罐储水高度为 50cm。水位升降 分为手动控制和自动控制，通过选择开关进行选择。 1.手动

2、控制 通过上升按钮、下降按钮和停止按钮控制水位高度（1）上升过程：按下上升按钮，进水阀 开，水位以 1cm/s 开始上升，水位满时，进水阀门自动关闭；按下停止按钮，阀门关闭，水位 停止在当前位置。 （2）下降过程：按下下降按钮，出水阀开，水位以 1cm/s 开始下降，水位空 时，出水阀门自动关闭；按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。 2.自动控制 通过启动按钮和停止按钮进行控制： （1）按下启动按钮，进水阀开，水位以 1cm/s 开始上 升；水位满时，进水阀门关，出水阀打开，水位以 1cm/s 开始下降，水位空，出水阀门关；然 后进水阀重新打开，重复以上过程。 （2）按下停止按钮，阀门

3、全部关闭，水位停止在当前位置。 3.报警 手动和自动过程中，当液位达到高报警设定值时，进行灯闪烁报警，闪烁频率位 0.5s。高 报警设定值信号由拨码开关输入，液位值用数码管输出显示。 4 4、设计内容、设计内容 4.1 硬件介绍 4.1.1 S7-300 PLC 的组成 图 4-1 S7-300 PLC 的组成 如图 4-1 S7-300 硬件电路图， 由导轨、 接口模块 （IM） 、 信号模块 （SM） 、 通信处理模块 （CP） 、 功能模块（FM）的组成。 4.1.2 扫描过程 图 4-2 PLC 的扫描过程 4.2 硬件选型 A. 电源模块（PS） ： 名称：PS 307 5A 订货号

4、：6ES7 307-1BA00-0AA0 电源模块描述： 120 / 230 VAC:24 VDC / 5 A B. CPU 模块(CPU)： 名称：CPU 313C-2 DP 订货号：6ES7 314-6CG03-0AB0 C. 数字量输入输出模块(SM)： 名称：DI16xDC24V 订货号：6ES7 321-1BH01-0AA0 数字量输入输出模块描述：数字量输入模块 DI16 24 V，分成 16 组。 4.3 硬件电路 CPU 模块是主要执行用户程序， 同时还为 S7-300 背部总线 （Back-Plane Bus） 提供 5V 电源。 在多 MPI 还能与其他 MPI 网络节点进

5、行通信， 对于专用 CPU 还有其他的功能。 下图是 CPU 313C-2 DP 的内部电路原理图。 CPU 313C-2 DP 内部工作原理图 SM322 数字量输入/输出模块是在一块模块上同时具备输入和输出点的信号模块。SM322 模 块的输入和输出电路均设有光隔离电路，输出点采用晶体管输出，并设有电子式短路保护设置， 在额定输入电压下输入延时为 1.2-4.8ms。下图是 D016/DI16 模块的内部电路。 SM322-D016/DI16 内部接线图 4.4 硬件组态 4.5 程序实现 4.5.1 I/O 信号表 地址 说明 I/O 地址 说明 I/O I1.0 手动进水开关 输入 Q

6、0.0 进水阀 输出 I1.1 停止按钮 输入 Q0.1 出水阀 输出 I1.2 手动出水开关 输入 Q0.2 报警闪烁 输出 I1.5 自动进水开关 输入 Q2.0 手动自动选择 输出 4.5.2 程序设计 （1）OB 模块 （2）FC1：手动模块 （3）FC2：自动模块 （4）FC3：闪烁电路 4.5.3 硬件图 4.5.4 系统仿真 可以使用 S7-PLCSIM V5.3 仿真程序模拟程序的下载过程，并且还可以进行仿真调式，具体的操 作步骤如下： 1）启动 SIMATIC 管理器，并且打开项目； 2）单击仿真工具图标，启动 S7-PLCSIM V5.3 仿真程序； 3）将 CPU 工作模式开关切换到 STOP 模式； 4）在项目窗口内选中要下载的工作站； 5）单击下载图标将整个 S7-300 站下载到 PLC. 其仿真的视窗为： S7-PLCSIM 视窗 5 5、参考文献、参考文献 1 深入浅出西门子 S7-300 PLCM. 北京：北京航空航天大学出版社，2004.； 2 西