基于PLC的水塔水位控制的设计

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1、目录摘要21绪论21.1水塔水位控制系统设计的目的21.2PLC的产生与发展21.3PLC的基本结构32FX2N-4AD工作原理82.2FX2N-4AD缓冲存储器（BFM)简介83水塔水位控制系统硬件设计93.1水塔水位控制系统方案93.2水位传感器的选择103.3水塔水位控制系统主电路113.4系统控制要求和硬件连线124基于FX2N-4AD的程序设计134.1系统工作过程134.2梯形图134.3水塔水位控制系统梯形图的对应指令14致谢15参考文献1514摘要在人们的日常的生活中经常需要用到水塔，且需要对水塔水位进行测量和控制。水位的控制有着多种实现方法如：利用机

2、械控制水位、利用逻辑电路控制水位等。随着科技的发展，无论是在日常生活当中，还是在工农业发展当中，PLC都具有相当广泛的应用且可编程控制器PLC具有抗干扰能力强，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等特点。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而利用PLC和水位传感器来设计的水塔水位控制系统成本低、安装方便、灵敏性高是水塔水位控制的理想系统。本设计使用FX2N系列的模拟量模块FX2N-4AD与水位传感器配合进行水塔水位控制系统的设计。关键词：水塔水位控制；PLC；水位传感器；FX2N-4AD1绪论1.1水塔水位控制

3、系统设计的目的水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点。而自动控制原理,是依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定来满足用水要求,从而提高了供水系统的质量。而且成本低，安装方便，经过多次实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。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，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性

4、难以保障，由此必须对其进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压、低成本的设计、高实用价值的控制器。1.2PLC的产生与发展可编程控制器（Programmable Controller）,也称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC，为了避免与个人电脑（也简称为PC）相混淆，通常将可编程控制器简称为PLC。可编程控制器的产生与继电器—接触器控制系统有很大的关系。继电器—接触器控制已有上百年的历史，它是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关，

5、具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的优点。此种控制系统布局固定，按预先规定的时间、条件、顺序工作。对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常适用，至今仍有广泛的用途。虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分为三各阶段：早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这是的PLC多少由电继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上14以计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置

6、种的器件主要采用分离元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上采用广大电器工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指示，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。在七十年代，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。这样，使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还

7、增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。再硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量快、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，是各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的应用范围得以扩大。进入八十年代中、后期，由于插大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商纷纷开发研制了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬功能发生了巨大变化。1.3PLC的基本结构PLC实质上是一种专用