工廠電氣控制及PLC課程設(shè)計(jì)-水塔水位控制系統(tǒng).doc

題目：水塔水位控制系統(tǒng)課程名稱：工廠電氣控制及PLC課程設(shè)計(jì)院部名稱：龍?bào)磳W(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：M09電氣工程及其自動(dòng)化(2)班學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：C314課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)：2周指導(dǎo)教師：金陵科技學(xué)院教務(wù)處制成績(jī)-I-目錄摘要.IIABSTRACT.III第一章緒論.11.1相關(guān)背景知識(shí).11.2課程設(shè)計(jì)的目的.11.3課程設(shè)計(jì)的要求.11.4課程設(shè)計(jì)的任務(wù).2第二章水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì).42.1蓄水池的水位控制要求.42.2水塔水箱的水位控制要求.42.3選擇機(jī)型.42.4PLC輸入/輸出信號(hào)及地址分配.42.5電氣連接圖.52.5水塔水位控制系統(tǒng)的安全保護(hù).5第三章水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì).73.1梯形圖設(shè)計(jì).73.2基本PLC語句對(duì)應(yīng)指令.83.3系統(tǒng)調(diào)試.8第四章課程設(shè)計(jì)總結(jié).9致謝.10參考文獻(xiàn).10-II-水塔水位控制系統(tǒng)摘要隨著科技的發(fā)展，無論在日常生活中，還是在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，PLC具有廣泛的應(yīng)用。PLC的一般特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高、編程簡(jiǎn)單方便、使用方便、維護(hù)方便、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。本水塔水位控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，具備開啟和全部停止功能，這是一種PLC控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。應(yīng)用此控制系統(tǒng)能顯著提高勞動(dòng)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。關(guān)鍵詞：高集成度，通信組網(wǎng)，水塔水位，PLC-III-WatertowerswaterlevelcontrolsystemAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,nomatterindailylife,orintheindustrialandagriculturaldevelopment,PLChaswideapplication.PLCgeneralfeatures:stronganti-interference,highreliability,simpleprogrammingandconvenientuse,convenientmaintenance,design,construction,commissioningperiodisshortandeasytorealizemechanicalandelectricalintegration.PLCgeneraltendencyis:highfunction,highspeed,highlevelofintegration,largecapacity,smallvolume,lowcost,communicationnetworkingability.ThiswatertowerwaterlevelcontrolsystemadoptsPLCtocontrolthecore,haveopenandallstopfunction,thisisakindofPLCcontrolautomaticadjustmentofthecontrolsystem.Applicationofthiscontrolsystemcansignificantlyimprovetheworkefficiencyandreducelaborintensity.Keywords：highlevelofintegration,communicationnetwork,thetowerswerewaterlevel,PLC-1-第一章緒論1.1相關(guān)背景知識(shí)傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)大多采用水塔、高位水箱或增壓設(shè)備，用水泵高出實(shí)際用水高度的揚(yáng)程來“提升”水位高度，以保證有足夠的用水量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在我國的日新月異，繼電器控制系統(tǒng)已跟不上時(shí)代的發(fā)展要求，取而代之的是可編程控制器，以PLC構(gòu)成的自動(dòng)控制水塔系統(tǒng)已在住宅小區(qū)中廣泛應(yīng)用?？删幊炭刂破魇窃诶^電器控制的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的以微處理器為核心，集微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動(dòng)化控制為目標(biāo)的新型控制裝置，目前已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為各行業(yè)的通用控制核心產(chǎn)品。正在向更加可靠、操作簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、價(jià)格低廉的方向發(fā)展，使自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)起來更容易。在一般住宅或大樓頂樓常設(shè)置水塔或水箱以提供充足的水壓供用戶使用,另備有地下水槽儲(chǔ)存自來水公司提供的水源并給頂樓水塔進(jìn)水使用。由于當(dāng)前可編程序控制器(PLC)技術(shù)已日趨成熟,因而考慮利用它來實(shí)現(xiàn)水塔/水箱供水控制。1.2課程設(shè)計(jì)的目的（1）了解常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、步驟和設(shè)計(jì)原則。（2）學(xué)以致用，鞏固書本知識(shí)。通過訓(xùn)練，使學(xué)生初步設(shè)計(jì)具有電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)造的能力。（3）進(jìn)行一次工程技術(shù)的基本訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生查閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊(cè)、工具書的能力，上網(wǎng)查詢信息的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程繪圖的能力，編制技術(shù)文件的能力等，從而提高學(xué)生解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。1.3課程設(shè)計(jì)的要求（1）閱讀本課程設(shè)計(jì)參考資料及有關(guān)圖樣，了解一般電氣控制裝置的設(shè)計(jì)原則、方法和步驟。（2）上網(wǎng)調(diào)研當(dāng)今電氣控制領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新動(dòng)向，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)過程，使設(shè)計(jì)成果具有先進(jìn)性和創(chuàng)造性。-2-（3）認(rèn)真閱讀本課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析所選課題的控制要求，并進(jìn)行工藝流程分析，畫出工藝流程圖。（4）確定控制方案，設(shè)計(jì)電氣控制裝置的主電路。（5）應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)電氣控制裝置的控制程序?？煞譃?個(gè)步驟：選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；根據(jù)工藝流程圖繪制順序功能圖；列出PLC的I/O分配表，畫出PLC的I/O接線圖；設(shè)計(jì)梯形圖并進(jìn)行必要的注釋；輸入程序并進(jìn)行室內(nèi)調(diào)試及模擬運(yùn)行。（6）設(shè)計(jì)電氣控制裝置的照明、指示及報(bào)警等輔助電路。系統(tǒng)應(yīng)具有必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等。（7）選擇電氣元件的型號(hào)和規(guī)格，列出電氣元件明細(xì)表。選擇電氣元件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品。（8）繪制正式圖樣，要求用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制電氣控制電路圖，用STEP7-Micro/Win32編程軟件編寫梯形圖。要求圖幅選擇合理，圖、字體排列整齊，圖樣應(yīng)按電氣控制圖國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定繪制。（9）編寫設(shè)計(jì)說明書及使用說明書。內(nèi)容包括闡明設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程，附上設(shè)計(jì)過程中有關(guān)計(jì)算及說明，說明操作過程、使用方法及注意事項(xiàng)，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對(duì)自己設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)或改進(jìn)意見等。要求文字通順、簡(jiǎn)練，字跡端正、整潔。1.4課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1.4.1控制要求水塔水位控制示意圖如圖所示。當(dāng)供水池水位低于低水位界限時(shí)（S4為OFF時(shí)表示），閥門Y打開給水池注水（Y為ON），同時(shí)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)；2秒鐘后，如果S4繼續(xù)保持OFF狀態(tài)，那么閥門Y的指示燈開始以0.5s的間隔閃爍，表示閥門Y沒有進(jìn)水，出現(xiàn)了故障；當(dāng)水池水位到達(dá)高水位界限時(shí)（S3為ON時(shí)表示），閥門Y關(guān)閉（OFF）。當(dāng)S3為ON時(shí)，如果水塔水位低于低水位界限(S2為OFF)，水泵M開始從供水池中抽水；當(dāng)水池水位在S4和S3之間時(shí)，水泵M繼續(xù)保持抽水狀態(tài)；當(dāng)水塔水位到達(dá)高水位界限時(shí)（S1為ON），水泵M停止抽水。圖中，S1、S2、S3、S4為液面?zhèn)鞲衅鳌?3-圖1.2水塔水位控制的實(shí)驗(yàn)面板圖1.4.2系統(tǒng)分析為了實(shí)現(xiàn)上述要求，首先列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖，然后選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力。根據(jù)控制要求，編寫梯形圖及語句表，調(diào)試程序直到準(zhǔn)確無誤。1.4.3硬件設(shè)計(jì)（1）列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖；（2）選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)