水塔水位的自动控制

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1、水塔水位的自动控制丽职院机电信息分院毕业设计摘要在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用,一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，所以任何时候都要能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对给水系统提出的基本要求。因此，如何建立一个可靠安全、又易于维护的给水系统是值得我们研究的课题,随着社会的发展现在的自动装置无所不在,所以水塔水位的控制也不要人工进行操作,为了达到节能的目的,提高供水系统的质量,考虑采用可编程序控制器、继电器、接触器

2、和传感器技术，本文设计出一套实用水位控制方案。方案在硬件基础上配合软件实现了可切换手动/自动两种工作方式，实现了不用人操作的装置。关键字：水位控制；手动/自动控制；可编程序控制器；传感器；交流接触器目录一．引言3二．控制系统的组成32.1系统的工作原理32.2可编程序控制器及PLC的选择42.3阀门的选择42.4传感器的选择42.5电动机的选择52.6交流接触器的选择6三．控制系统的方案——手动/自动运行方式63.1手动运行方式63.2自动运行方式6四．设备安装与调试94.1元件参数设置94.2传感

3、器零点及量程调试9五．出现的问题及解决方法10六．系统的比较及总结10致谢10参考文献119丽职院机电信息分院毕业设计一．引言在一般住宅或大楼顶楼常设置水塔或水箱以提供充足的水压供用户使用,另备有地下水槽储存自来水公司提供的水源并给顶楼水塔进水使用。由于当前可编程序控制器(PLC)技术已日趋成熟,因而考虑利用它来实现水塔/水箱供水控制。本设计是利用上水塔和下水池通过电机、传感器和PLC来实现水塔水位自动控制，用交流接触器来实现手动控制。二．控制系统的组成2.1系统的工作原理水位闭环调节原理是：通过在

4、水塔中的液压传感器，将水位值变换为电流信号进入PLC，把该信号和PLC中的设定值的程序进行比较，并执行较后程序，通过水泵的开关对水塔中的水位进行自动控制。还有一个液压传感器S4为水池缺水报警开关，当液面低于S4时意味着水池缺水，应切断电源并报警且并打开阀门Y进水，当PLC出现故障时，还有一套手动控制来进行对水塔水位控制，手动控制采用交流接触器。下图为工作原理图：S1.S2.S3.S4为电容液位计，M为电动机，Y为阀门。9丽职院机电信息分院毕业设计2.2可编程序控制器及PLC的选择可编程序控制器（Pr

5、ogrammableController），简称PC。但由于PC容易跟个人计算机（PersonalComputer）混淆，故人们习惯用PLC作为可编程序控制器的缩写。可编程序控制器是一种数字运算操作数字系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的模拟的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。由于该系统

6、为中型PLC自动控制系统，要求PLC能够提供可编程逻辑分析和PID功能，故选用中达公司生产的台达DVP14ES00R可编程逻辑控制器。台达DVP14ES00R具有标准的输入、输出及通信单元，可用于较为恶劣的环境中。主要配件有中央处理器CPU，电源单元PSE，I/O单元。包括数字输入板IDPG、数字输出板ODPG、附属单元。2.3阀门的选择根据机构的设计原理及各方面的相关知识查阅，由于PLC有信号值输出，要实现自动控制故考虑用信号阀跟PLC设定值连接。信号蝶阀有很强的实用性，功能强体积小常用在灭火系统

7、中，也可以作为给排水系统启动开闭阀门，故采用型号为XD71X-10的信号蝶阀，它能控制1.0MPA到1.6MPA的水量,我所选用的信号阀其实是一个普通的信号阀上面加了个限位开关能够随着阀门的开启状态而改变，此限位开关跟PLC的模块相连接，以便控制水池中水位的高低，从而确定水塔水位的情况。2.4传感器的选择传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需要的有用信息的装置。在本次设计中传感器是将水位值转换成电流信号进入PLC，在水中有压力的存在，考虑到水塔的水都是人民日常生活中的饮用水，对水质有一

8、定的要求，故要用浸入式的传感器，但由于要有电流输出所以用电容式的传感器即电容式液位计。下图为电容式液位计探头结构图，当其浸入水中或其他被测导电液体时，导线芯以绝缘层为介质与周围的水或其他导电液体形成原柱形电容器。Cx＝2πεhx／㏑(d2/d1)式子中ε——导线芯绝缘层的介电常数；hx——待测水位高度；d1,d2——导线芯直径和绝缘层外径。被测电容Cx与被测液位高度呈线性关系，配置适当的测量电路，可以得到正比与液位hx的电压信号。9丽职院机电信息分院毕业设计2.5电动