水塔水位控制新版系统PLC设计.doc

水塔水位控制系统PLC设计1、水塔水位控制系统PLC硬件设计1.1、水塔水位控制系统设计要求水塔水位控制装置图1-1所表示S1-表示水塔水位上限，S2-表示水塔水位下限，S3-表示水池水位上限，S4-表示水池水位下限，M1为抽水电机，Y为水阀。图1-1 水塔水位控制装置水塔水位工作方法：当水池液位低于下限液位开关S4，S4此时为ON，水阀Y打开（Y为ON），开始往水池里注水，定时器开始定时，4秒以后，若水池液位没有超出水池下限液位开关时（S4还不为OFF），则系统发出报警（阀Y指示灯闪烁），表示阀Y没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则S3为ON，阀Y关闭（Y为OFF）。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关S2为ON），电机M开始工作，向水塔供水，当S2为OFF时，表示水塔水位高于水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时（水塔上限水位开关S1为OFF），电机M停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵不能开启）1.2 水塔水位控制系统主电路水塔水位控制系统主电路图1-2所表示：图1-2 水塔水位控制系统主电路1.3、I/O接口分配水塔水位控制系统PLCI/O接口分配如表1-1所表示。表1-1 水塔水位控制系统PLCI/O接口分配表符号地址绝对地址数据类型说明1S1I0.1BOOL水塔上限水位2S2I0.2BOOL水塔下限水位3S3I0.3BOOL水池上限水位4S4I0.4BOOL水池下限水位5STARTI0.0BOOL控制开关6YQ0.1BOOL水阀7M1Q0.2BOOL抽水电机8Q0.3BOOL水池下限指示灯9Q0.4BOOL水池上限指示灯10Q0.5BOOL水塔下限指示灯11Q0.6BOOL水塔上限指示灯12Q0.7BOOL报警指示灯1.4、水塔水位控制系统I/O接线图这是一个单体控制小系统，没有特殊控制要求，它有5个开关量，开关量输出触点数有8个，输入、输出触点数共有13个，只需选择通常中小型控制器即可。据此，能够对输入、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统I/O接线图图1-3所表示。图1-3 水塔水位控制系统I/O接线图2、水塔水位控制系统PLC软件设计2.1 程序步骤图水塔水位控制系统PLC控制步骤图，依据设计要求，控制步骤图图2-1所表示。图2-1 水塔水位控制系统PLC控制步骤图2.2梯形图程序设计及工作过程分析梯形图编程语言是一个图形化编程语言，它沿用了传统继电接触器控制中触点、线圈、串并联等术语和图形符号，和传统继电器控制原理电路图很相同，但又加入了很多功效强而又使用灵活指令，它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器一接触器控制系统人来说，易被接收。继电器梯形图多半适适用于比较简单控制功效编程，绝大多数PLC用户全部首选使用梯形图编程。梯形图编程通常规则有:（1）梯形图按自上而下、从左到右次序排列。每一个逻辑行起始于左母线然后是触点多种连接，最终是线圈或线圈和右母线相连，整个图形呈阶梯形。梯形图所使用元件编号地址必需在所使用PLC有效范围内。（2）梯形图是PLC形象化编程方法，其左右两侧母线并不接任何电源，所以图中各支路也没有真实电流流过。但为了读图方便，常见“有电流”、“得电”等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈动作条件，它仅仅是概念上虚拟“电流”，而且认为它只能由左向右单方向流;层次改变也只能自上而下。（3）梯形图中继电器实质上是变量存放器中位触发器，对应某位触发器为“1态”，表示该继电器线圈通电，其动合触点闭合，动断触点打开，反之为“O态”。梯形图中继电器线圈又是广义，除了输出继电器、内部继电器线圈外，还包含定时器、计数器、移位寄存器、状态器等线圈和多种比较、运算结果。（4）梯形图中信息步骤从左到右，继电器线圈应和右母线直接相连，线圈右边不能有触点，而左边必需有触点。（5）继电器线圈在一个程序中不能反复使用:而继电器触点，编程中能够反复使用，且使用次数不受限制。（6）PLC在解算用户逻辑时，是根据梯形图由上而下、从左到右前后次序逐步进行，即按扫描方法次序实施程序，不存在几条并列支路同时动作，这在设计梯形图时，能够降低很多有约束关系联锁电路，从而使电路设计大大简化。所以，由梯形图编写指令程序时，应遵照自上而下、从左到右次序，梯形图中每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。当PLC运行时，用户程序中有众多操作需要去实施，但CPU是不能同时去实施多个操作，它只能按分时操作原理每一时刻实施一个操作。这种分时操作过程称为CPU对程序扫描。扫描从0000号存放地址所存放第一条用户程序开始，在无中止或跳转控制情况下，按存放地址号递增次序逐条扫描用户程序，也就是次序逐条实施用户程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就组成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始。依据控制要求，设计梯形图程序图2-2所表示。2.2.1 水塔水位控制系统梯形图图2-2 水塔水位控制系统梯形图2.2.3 工作过程设水塔、水池初始状态全部为空着，4个液位指示灯全亮。当实施程序时，扫描到水池为液位低于水池下限液位时，电磁阀打开，开始往水池里进水，假如进水超出4秒，而水池液位没有超出水池下限位，说明系统出现故障，系统就会自动报警。若4秒以后水池液位按预定超出水池下限位，说明系统在正常工作，水池下限位指示灯灭，此时，水池液位已经超出了下限位了，系统检测到此信号时，因为水塔液位低于水塔水位下限，水泵开始工作，向水塔供水，当水池液位超出水池上限液位时，水池上限指示灯灭，电磁阀就关闭，不过水塔现在还没有装满，可此时水塔液位已经超出水塔下限水位，则水塔下限指示灯灭，水泵继续工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽满时，水塔液位超出水塔上限，水塔上限指示灯灭，但刚刚给水塔供水时候，水泵已经把水池水抽走了，此时水塔液位已经低于水池上限，水池上限指示灯亮。此次给水塔供水完成。2.2.3、梯形图对应指令表 程序段1： 程序段2： 程序段3： 程序段4： 程序段5： 程序段6： 程序段7： 程序段8： 程序段9：2.2.4程序仿真