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时间:2018-01-21
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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
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