基于plc的水塔水位自動控制畢業(yè)設計-文庫吧
2024-11-09 04:19 本頁面
【正文】 。 可編程邏輯控制器簡述 可編程控制器（為了與個人計算機 (personal puter)區(qū)別，一般將可編程控制器稱為邏輯控制器 (Programmable Logic Controller)）是集微處理器、儲存器、輸入 /輸出接口與中斷于一體的器件，已經(jīng)被廣泛應用于機械制造、冶金、化工、能源、交通等各個行業(yè)。計算機在操作系統(tǒng)、應用軟件、通行能力上的飛速發(fā)展，大大加強了可編程控制器通信能力，豐富了可編程控制器編程軟件和編程技巧，增強了 PLC過程控制能力。 PLC之所以有較強的生命 力，在于它更加適應工業(yè)現(xiàn)場和市場要求。具有可靠性高、抗干擾能力強、編程方便、價格低、壽命長等特點。 2 第 2 章 系統(tǒng)總體設計 水塔水位控制系統(tǒng)設計 整個系統(tǒng)由水位檢測系統(tǒng)，一臺 PLC和水泵以及若干部件組成，如圖 21所示。安裝于水塔上的傳感器將水塔的水位轉化成 15伏的電信號；電信號到達 PLC將控制控制水泵的開關。水箱水位自動控制系統(tǒng)由 PLC核心控制部件高低位水箱的水位檢測電路高低水位信號傳送給 PLC水泵電動機控制電路 PLC 控制啟停及主備切換。 P L C水 塔 水 位檢 測 系 統(tǒng)水 泵 與 電 磁閥 及 指 示 燈水 塔 、 水箱 圖 21 基于 PLC的供水系統(tǒng)原理框圖 在水塔水位檢測系統(tǒng)中通過液位傳感器將水位信號轉換為電信號輸入 PLC中，在通過 PLC控制水泵的啟動或關閉。在系統(tǒng)運行中當水為低于最低值時 PLC將啟動水泵向水塔中加水，當水塔中的水達到最高值時 PLC使水泵停止運轉即水泵停止向水塔供水。等到水塔水位再次達到控制最低水位時系統(tǒng)再次重復這個過程。 3 水塔水位控制系統(tǒng)基本工作原理 E 1E 4V 1電 磁 閥水 泵水 池S 1S 2S 4S 5S 6水 塔用 戶S 3 圖 22 水塔水位控制裝置圖 1）水塔供水系統(tǒng)的一般裝置如圖 22所示，應當保持水池的水位在 S2~S3之間，當水池水位低于下限液位開關 S3，此時 S3為 OFF，控制電磁閥打開，開始往水池里注水，當 10S以后，若水池水位沒有超過水池下限液位開關 S3時，則系統(tǒng)發(fā)出警報；若系統(tǒng)正常運行，此時水池下限液位開關 S3為 ON，表示水位高于下限水位。當液面高于上限水位 S2時，則 S2為 ON，電磁閥關閉 ,同時檢測水池液面是否會超過超上 S1處，若超過，則水池水將溢出， S1液位開關為 ON,向 PLC發(fā)出信號啟動上限報警，提醒工作人員立即排除故障。 2）保持水塔的水位在 S5~S6之間，當水塔水位低于水塔下限水位開關 S6時，則水塔下限液位開關 S6為 OFF，則驅動電機 M開始工作，向水塔供水，電機啟動10秒后，若 S6仍舊為 OFF，則發(fā)出水塔下限無水報警。當 S3為 ON時，表示水塔水位高于水塔下限水位水泵繼續(xù)抽水給水塔。當水塔液面高于水塔上限水位開關S5時，則 S5為 ON，水泵停止抽水，同時檢測水塔液面是否會超過超上 S4處，若超過，則水塔水將溢出， S4液位開關為 ON,向 PLC發(fā)出信號啟動上限報警，提醒工作人員立即排除故障。 3）當水池水位也低于下限水位時，水塔水位 是否低于下限，電機 M都不能啟動。 4 水塔水位控制系統(tǒng)主電路設計 M~M~Q FF U 1 F U 2K M 1 K M 2K M 4K M 6F R 1 F R 2K M 3K M 5UVWN 圖 23 水塔水位控制系統(tǒng)主電路 1）本次設計使用了兩個水泵，通過程序控制當水塔下限無水且水池下限有水時同時啟動將水池中的水抽向水塔，并通過定時在兩水泵同時運行一段時間后停止其中一個水泵，通過這種工作方式可以在較大地減少用戶缺水的情況，提高了供水的可靠性及效率，同時停止的水泵作為繼續(xù)工作水泵的暗備用，在另一水泵出現(xiàn)故障之后，通過 PLC程序實現(xiàn)手動切換，這樣既保證供水系統(tǒng)有備用水泵 , 又有效地防止因為備用電機長期不用發(fā)生銹堵轉現(xiàn)象 , 提高了設備的綜合利用率 , 降低了維護費用，整個供水系統(tǒng)性能得到極大提高。 2）本次設計選用的水泵額定功率大，初 始運行時的起動電流較大，故在主電路中設置 Y— Δ減壓起動，以防止起動時過電流，通過軟件自動實現(xiàn)電路切換。此外在水泵電機供電回路中通過熱繼電器及熔斷器設置必要的熱繼電保護及過電流保護，保護電機的同時減小電機故障的影響范圍。 5 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 硬件選型 本系統(tǒng)用到的部件：核心器件 plc，水泵，液位檢測開關 及電氣 保護器 件。 PLC 的選擇 可編程控制器產(chǎn)品眾多，不同廠家、不同系列、不同型號的 PLC，功能和結構均有所不同，但工作原理和組成基本相同，基本組成如圖 31所示。 圖 31 Plc結構示意圖 本系統(tǒng)為單體控制系統(tǒng)，對控制功能無特殊要求，同時本次設計所需輸入輸出總點 數(shù)介于 32點與 48點 之間，因此選用三 菱公司生產(chǎn)的 FX2N48MR001型PLC，其具有結構緊湊，價格低廉，有極高的性價比，適用于小型控制系統(tǒng)的特點，該型號 PLC為繼電器輸出型，輸入輸出點數(shù)各 24個點，多余 端子作 為備用 。 6 水泵的選擇 選擇水泵的一般原則為： 滿足流量和揚程的要求； 水泵機組在長期運行中，水泵工作點的效率最高； 按
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