基于PLC的水塔水位控制系统设计.doc

基于 PLC 的水塔水位控制系统设计 1 控制要求 1)因为电动机的功率较大,为减少启动电流,电动机采用定子串电阻降压启动, 每2机组开启时间间隔 5s。 2) 为防止一台电动机因长期闲置而产生锈蚀,备用电动机( 如未设置系统默认为5号)可通过预设开关随意的设置。 3)每台电机设置手动和制动两种方式控制,在自动控制状态时,不论设置哪一台电动机作为备用,其余四台都要按顺序启动。 4)在自动控制状态下,如果由于故障某台电动机组停止,而水塔水位又为到达高水位时,备用电动机组自动降压启动;同时对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机警报信号,提请维护人员及时排除故障。当水塔水位达到高水位时, 高液位传感器发出停机信号,各个电动机组停止运转。当水塔水位低于低水位时, 低液位传感器自动发出开机信号,系统自动按顺序降压启动。 5)每台电动机都有运行状态指示灯(运行,备用和警报)。 6)液位传感器要有状态指示灯。 2 编程元件的地址分配表水塔水位控制系统 PLC 的输入/输出接口分配表如下表。表1 I/O 地址分配表输入信号输出信号功能端口地址功能端口地址低液位传感器信号 低液位传感器指示 高液位传感器信号 高液位传感器指示 电机 1 备用选择 电机 1 备用指示 电机 2 备用选择 电机 2 备用指示 电机 3 备用选择 电机 3 备用指示 电机 4 备用选择 电机 4 备用指示 电机 5 备用选择 电机 5 备用指示 电机 1 故障 电机 1 故障指示 电机 2 故障 电机 2 故障指示 电机 3 故障 电机 3 故障指示 电机 4 故障 电机 4 故障指示 电机 5 故障 电机 5 故障指示 电机 1 手动开 电机 1 运行( KM11 ) 电气控制课程设计报告 2 电机 2 手动开 电机 2 运行( KM21 ) 电机 3 手动开 电机 3 运行( KM31 ) 电机 4 手动开 电机 4 运行( KM41 ) 电机 5 手动开 电机 5 运行( KM51 ) 电机 1 模式选择 电机 1 起动结束( KM21 ) 电机 2 模式选择 电机 1 起动结束( KM22 ) 电机 3 模式选择 电机 1 起动结束( KM23 ) 电机 4 模式选择 电机 1 起动结束( KM24 ) 电机 5 模式选择 电机 1 起动结束( KM25 ) 电机 1 手动关 电机 2 手动关 电机 3 手动关 电机 4 手动关 电机 5 手动关 3 水塔水位控制系统 PLC 外部接线图水塔水位控制系统的 PLC 外部接线如图 1所示。电气控制课程设计报告 3 图1 PLC 控制外部接线图 4 水塔水位系统控制程序 程序流程图水塔水位控制系统的 PLC 控制流程图,根据设计要求,如图 2所示。电气控制课程设计报告 4 图2 水塔水位控制系统流程图 梯形图程序水塔水位控制系统的梯形图程序见附录。 5 系统运行调试及 S7-PLCSIM 仿真当电机均为自动运行模式,电机 1 为备用电机且无故障电机时,输入低液位传感器信号则电机 2、 3、 4、 5依次起动, 每两个机组开启时间相隔 5s。低液位传感器指示灯灯亮。具体仿真运行如图 3所示。图3 电机无故障时自动起动仿真图当电机 1故障,电机 2为手动模式,电机 3备用时,输入低液位信号电机 3、 4、5 依次自动起动,按下电机 2 的手动开按钮时,电机 2 起动。具体仿真运行如图4所示。图4 有电机故障时运行仿真图当输入高液位信号时,所有电机停止,高液位指示灯变亮。具体的仿真运行如图 5所示。电气控制课程设计报告 5 图5 高液位时运行仿真图 6 课程设计总结本设计针对日常供水要求,设计了一套由 PLC 、水泵、计算机、通信模块、液位传感器等主要设备构成的水塔水位 PLC 控制系统,具有自动供水和手动控制两种模式,并且可以自动检测电机故障起动备用电机以保障正常供水。它克服了传统供水方式普遍存在的效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点,可实现高效节能、自动可靠、维护简单、管理方便等的稳定供水。通过本次课程设计我获益匪浅,在不断完善设计的过程中我不但加强了分析程序的能力,而且学会好多相关软件的应用,认识到了在处理问题时认