毕业设计（论文）-plc水塔水位控制系统设计

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1、内蒙古工业大学本科毕业设计说明书绪论一、课题的背景及研究的目的和意义现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术的发展为自动控制系统的发展带来了日新月异的变化。在工业、国防、科研等诸多应用领域里，自动控制系统正发挥着越来越大的作用。一般住宅或大楼顶楼通常设置水塔储存有一定的水量以提供充足的水压供用户使用，另外配备有地下水槽储存自来水公司提供的水源，地下水槽中的水作为顶楼水塔的供水源头。由于自动控制技术的发展，控制理论在工业生产和生活中得到了显著的应用。由于当前可编程控制器PLC和变频技术已日趋成熟

2、，因而利用PLC和变频器进行水塔水位的控制，它可以避免人工操作或者机械装置进行水塔水位控制出现的各种问题。PLC和变频器相结合的水塔水位控制方式与过去的人工或机械装置水塔水位控制方式相比，其运行方式的经济性，系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无与伦比的优势，而且还具有显著的节能高效的特点。通过PLC和变频器结合的水塔水位控制系统具有不可替代的应用价值。构成自动控制系统核心的可编程控制器是在继电器控制的基础上逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，以工业自动化控

3、制为目标的新型控制装置，它具有功能强、可靠性高、操作灵活、编程简单适合于工业环境等一系列优点，目前可编程控制器已在工业、农业、商业、交通运输等领域得到广泛应用，成为各行业通用的控制核心产品，在工业控制领域中PLC控制技术将成为世界潮流。变频调速是以变频器向交流电动机供电，构成电机的调速系统。变频器是把固定电压，固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的变换器，是异步电动机变频调速的控制装置。在感应电机的诸多调速方法中，变频调速的性能最好，调速范围大，静态稳定性好，效率高。采用变频器构成变频电源进行电动机调速

4、己得到广泛应用，所以本文采用变频器调节水泵转速。PLC和变频器都是以计算机技术为基础的现代工业控制产品，将二者有机地结合起来，用PLC来控制变频器，是当代工业控制中经常使用的装置，本设计44内蒙古工业大学本科毕业设计说明书用PLC的模拟量输出模块来控制变频器。它具有高效、节能和高品质等供水优点。本设计介绍了PLC和变频器在水位控制系统中的应用。在水塔水位控制系统中利用变频器和PLC相结合使用的方式，在节能、恒水位控制等方面均有显著的效果。二、毕业设计的主要工作本课题是以大楼顶楼的水箱为控制对象，采用PLC和变频器相

5、结合的控制方式，主要通过研究PLC来控制变频器实现水塔水位的控制。PLC控制变频器实现恒水位供水系统主要有可编程控制器、变频器、压力变送器和现场的水泵一起组成一个完整的闭环调节系统，PLC根据压力检测值和给定值之间的偏差进行PID运算，运算结果输出给变频器控制其输出频率，调节水泵转速从而保持水塔水位的恒定。根据以上控制要求，进行系统总体控制方案设计。全部工作为：硬件设备选型，估算所需I/O点数，进行I/O模块选型，绘制系统硬件连接图，I/O连接图，分配I/O点数，列出I/O分配表，使用相关软件，设计梯形图控制程序，

6、对程序进行调试和修改，最后用西门子WinCCflexible设计人机界面。44内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第一章可编程控制器及其变频器可编程控制器（PLC）是计算机技术与继电器逻辑控制相结合的一种新型控制器，它以微处理器为核心，是用做数字控制的专用计算机。近几年来，在国内已得到迅速推广普及。PLC正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义。美国国际电工委员会对PLC的定义如下：可编程逻辑控制器，简称PLC(ProgrammablelogicController)，是指以计算机技

7、术为基础的新型工业控制装置，一种数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC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，易于扩展其功能的原则而设计。1.1PLC的发展历程与趋势1.1.1PLC的发展历程世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主

8、要由分立组件和中小规模集成电路组成，这一阶段PLC主要用于简单的逻辑运算及定时、计数运算，控制功能比较简单。该阶段的产品称为可编程序逻辑控制器。20世纪70年代中期出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送、比较以及模拟量运算等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编