生活中水塔水位的精确plc控制系统设计
摘要：在工农业生产过程中，非常需要对水位进行测量和控制。水位控制在生活中具有相当广泛的应用，比如水塔、地下水、水库等情况的水位控制。然而随着世界人口的不断增长，人们生活用水的增加，以往采用的继电器水塔水位自动控制系统由于频繁操作会产生机械磨损，不方便维护和更新，已经不能满足人们的实际需求，本文采用的是西门子S7-200系列小型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进行性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔水位的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，经A/D转换后，进行数据比较，来控制抽水电机的动作，同时进行数据还原，显示水位具体信息，如果水位低于或高于某个设定值是，就会发出危险报警的信号。本文以一个水塔水位控制系统的设计过程，给出了基于PLC水塔水位控制系统的设计好实现的具体过程。
关键词： 水位控制；西门子S7-200 ；传感器
Accurate control of water tower water level in the life
Abstract：In the industrial and agricultural production process, often need to measure and control thewater level. Water level control applications in everyday life are very wide, such as water towers, groundwater, hydropower and other water level control case. But with the growing world population, it is the increase in water, relay towers used in the past, the water level automatic control system operation due to the frequent cause mechanical wear, convenient maintenance and updating can no longer meet the actual needs of the people, the paper used Siemens PLC S7-200 programmable controller as a series of small water tower water level automatic control system core, the water level of the tower the functions of automatic control system of the requirement analysis. Main achieved is through the actual water level sensor detects the water tower, specific information will be transmitted to the water level control module consisting of PLC, the A / D conversion, to compare data, to control the pumping action of the motor, while data reduction, the indicated level specific information, if the water level lower or higher than a set value, we will send the hazard warning signal. In this paper, a water tank level control system design process, the water tower level control system based on PLC design a good implementation of the specific process.
Keywords: Water level control； Siemens S7-200,；The sensor
目录
第一章 绪言 8
第二章 水塔水位控制系统方案设计 10
2.1 传统水塔水位控制 10
2.1.1 工作原理 10
2.1.2 外部接线与控制列表 11
2.1.3程序编辑及分析 11
2.2 PID水塔水位控制系统的工作原理 12
2.2.1 设计分析 12
2.2.2 可行性试验 13
2.2.3 可行性分析 14
2.3 水位闭环控制系统 14
第三章 PLC中PID控制器的实现 16
3.1 PID算法 16
3.2 PID应用 17
3.3 PLC实现PID控制的方式 17
3.4 PLC PID控制器的实现 18
3.5 PID指令及回路表 20
第四章 系统硬件开发设计 21
4.1 可编程控制器的选型 21
4.2 EM235模拟量模块 22
4.2.1 EM235的安装使用 23
4.2.2 EM235的工作程序编制 24
4.3 硬件连接图 25
4.4 控制系统I/O地址分配 25
第五章 系统软件应用设计 26
5.1 水位PID控制的逻辑设计 26
5.2 梯形图编程 30
5.3 控制程序 30
5.4 联机 30
第六章 结 论 32
6.1本课题研究结论 32
6.2课题存在问题与展望 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 36
一、选题简介、意义
随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。PLC的一般特点：抗干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信网能力强
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
本次毕业设计内容是应用S7-300 PLC控制水塔水位系统的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7－300 PLC的定时继电器的功能来实现水塔水位的升降。
要求：（1）水塔、水池初始状态都为空着的，4个液位指示灯全亮。当执行程序时，扫描到水池为液位低于水池下限液位时，电磁阀打开，开始往水池离境税，如果进水超过4秒，而水池液位没有超过水池下限位，说明系统出现故障，系统就会自动报警。若4秒之后水池液位按预定的超过水池下限位，说明系统在正常的工作，水池下限位的指示灯A1灭，此时，水池的液位已经超过了下限位了，系统检测到此信号时，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵开始工作，向水塔供水。
（2）当水池的液位超过水池上限液位时，水池上限指示灯A2灭，电磁阀就关闭，但是水塔现在还没有装满，可此时水塔液位已经超过水塔下限水位，则水塔下限指示灯A3灭，水泵继续工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽满时，水塔液位超过水塔上限，水塔上限指示灯A4灭，但刚刚给水塔供水的时候，水泵已经把水池的水抽走了，此时水塔液位已经低于水池上限，水池上限指示灯A2亮。此次给水塔供水完成。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高，对城市供水提出了更高的要求，有一个水箱需要维持一定的水位，该水塔里的水以变化的速度流出。这就需要有一个输入控制液体阀不同的速度给水塔供水，以维持水位的变化，这样才能使水塔不会断水。
研究设计的基于PLC控制的水塔水位PID供水系统,是以西门子公司的S7-200系列中PLC-CPU226为基础，结合模拟量模块EM235、液位传感器、输入控制液压阀、输出控制液压阀等，组成一个基于S7-200系列中PLC-CPU226的水塔水位控制系统，能完成逻辑控制、水位调节和数据采样等功能,实现对水塔的水位进行控制及检测。在设计中大量运用PLC中PID来实现水塔水位的控制，为了精确地实现对水位的控制 ，建立成闭环控制系统，实现了水塔中的进、出水的水位自动控制。
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