1 水塔水位控制系统

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1、自动化系统设计大作业学院：机械工程学院指导老师：要义勇姓名：刘锴班级：机自95学号：09011109水塔水位控制系统在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持

2、在适当的位置。一、水塔水位系统硬件设计1、水塔水位控制原理（1）保持水池的水位在S3—S4之间，当水池水位低于下限液位开关S3，此时S3为ON，电磁阀打开，开始往水池里注水，当4s以后，若水池水位没有超过水池下限液位开关S3时，则系统发出警报；若系统正常运行，此时水池下限液位开关S3为OFF，表示水位高于下限水位。当页面高于上限水位S4时，则S4为ON，电磁阀关闭。（2）保持水塔的水位在S1—S2之间，当水塔水位低于水塔下限水位开关S2时，则水塔下限液位开关S2为ON，则驱动电机M开始工作，向水塔供水。当S2为OFF时，表示水塔水位高于水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位

3、开关S1时，则S1为ON，电机M停止抽水。（3）当水塔水位低于下限水位时，同时水池水位也低于下限水位时，电机M不能启动。水塔水位控制装置原理如图所示。水塔水位控制装置图二、水塔水位系统控制电路1、水塔水位系统控制主电路图水塔水位系统控制主电路图如图所示。水塔水位系统控制主电路图水泵启动工作：当投入作为主电路电源开关的配线切断器SQ时，在收到PLC的启动水泵指令后，电磁线圈KM中有电流流过，电磁接触器KM运行。当电磁接触器KM运行时，主电路的主触点KM闭合，当主触点闭合时，电源电压施加到电动机M上，开始运转。水泵停止工作：当投入作为主电路电源开关的配线切断器SQ时，在收到PLC

4、的停止水泵指令后，电磁线圈KM中无电流流过，电磁接触器KM恢复。当电磁接触器KM恢复时，主电路的主触点KM打开，当主触点KM打开时，电源电压不再施加到电动机M上，电动机M停止运转。2、水塔水位控制系统PLC的输入/输出接口分配表输入继电器输入变量名输出继电器输出变量名X0控制开关Y0电磁阀X1水塔上限液位开关Y1电机MX2水塔下限液位开关Y2水池下限指示灯a1X3水池下限液位开关Y3水池上限指示灯a2X4水池上限液位开关Y4水塔下限指示灯a3Y5水塔上限指示灯a4Y6报警指示灯a53、水塔水位系统的输入/输出设备这是一个单体控制小系统，没有特殊的控制要求，它有5个开关量，开关

5、量输出触点书有8个，输入、输出触点数共有13个，只需选用一般中小型控制器即可。据此，可以对输入、输出点做出地址分配，水塔水位控制系统的I/O接线图如图。水塔水位控制系统的I/O接线图三、水塔水位控制系统PLC软件设计1、程序流程图水塔水位控制系统的PLC控制流程图，根据设计要求，控制流程图如图所示。水塔水位控制系统的PLC控制流程图2、梯形图根据控制要求，设计的梯形图程序如图所示。水塔水位控制系统梯形图3、工作过程设水塔、水池初始状态都为空着的，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

6、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，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，当水池的液位超过水池上限液位时，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，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，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，此次给水塔供水完成。4、水塔水位控制系统梯形图对应的指令表