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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业论文（设计） 题目： 基于PLC控制的高精度液位控制系统的设计 姓 名： 濮孝金 学 号： 专 业： 机械电子工程 年 月专心-专注-专业摘要在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与控制，而日常生活中应用到的水位控制也相当广泛。在以往水塔液位控制系统中，常规继电器的频繁操作容易导致机械磨损，不方便更新和维护，不能满足人们的实际需求；另外，随着人口的递增和生活条件的提高，人们用水的需求量也日益增加。为了提高液位控制系统的质量和效率，节约能源，本次模拟水塔液位控制系统的装置考虑结合可编程逻辑控制器，继电器和传感器等技术，实现液位控制系统的自动控制。本设计使用西门子
2、S7-300 PLC可编程控制器作为液位控制系统的核心，配合硬件与软件实现液位控制池液位动态平衡，过高、过低水位报警等功能。主要的实验方法是在水箱上安装一个自动水位测量装置，通过水位变送器检测水箱实际液位并将该液位反馈到PLC控制器，经A/D转换后，所得数据与PLC内部设定数据进行比较，控制器处理数据并发送相应指令改变电机的转速从而控制抽水速率，改变进水量，使水位稳定地保持在设定值附近。此外，通过液位标定计算出控制器输出PIW数值与实际水位的关系，就可以在触摸屏上直观显示实时水位情况。实验结果表明本设计能较好地完成自动液位控制的功能。关键词：水塔液位控制，水位控制，继电器，PLC Abstra
3、ctIn the course of routine industrial and agricultural production we the need to measure the water level and control it. Furthermore everyday level control applications are quite extensive , such as hydropower , water towers and other water control . According to the water supply system in the past,
4、 frequent operation towers will produce mechanical wear of conventional relay convenient maintenance and updates, that means it can not meet the actual needs of the people, and with Gradual growth of population and living conditions, the demand for water is also increasing .In order to improve the q
5、uality of the water supply system, energy conservation, so I considered use a programmable logic controller, relay and sensor technology, with hardware and software to achieve low water level alarm, warning switch between work and procedures manual / automatic to design practical level control tower
6、 scheme. I completed the set up of this simulation using the tank water tower , based on Siemens S7-300 PLC programmable controller tank water level control system as the core .I completed a water tank to complete the performance capability aiming at doing a needs analysis. The main experimental met
7、hod used is to install an automatic water level measuring device on the tank. The level sensor detecting the water tank to measure the actual water level and the control module to send information to the PLC, via A / D conversion, the data obtained is compared with the set level, the controller proc
8、esses the data and sends the appropriate commands to control the motor speed change pumping rate, the water level maintained in the proper position. Than Touch screen completes the level display, fault alarm information display, real-time and historical curve curves show. If the water level is lower
9、 or higher than the set value, the hazard warning signal will be issued In this paper , PLC automatic water supply system based on good execution process level control .Keywords: tower water; water level control; relays; PLC目 录第一章 绪论 1.1研究背景 目前，城市液位控制系统主要为水厂、生活区、高层建筑液位控制系统等仍使用较传统的方法液位控制。给水工作人员基于历史数据
10、和工作经验人工调节水泵电机的开停来实现水位的控制。当用水量增加时， 水压降低，此时手动增大水泵功率；当用水量减少时，水压变大，此时把水泵电机功率降低或让水泵停机。由于水泵是液位控制工程的通用机械，消耗大量能源。在我国 ，每年在水泵上的能源消耗占总用电量的21。为了节约能源，必须采取措施改良泵站，以适应负载的变化来运行。 传统的液位控制方式有很多不足之处，尤其是对多台泵水系统。首先，由于水泵电机额定运行和停车两种工作状态，并且系统完全依赖于人工操作进行控制，如此以来就不能提供一个稳定的液位控制压力，而且断水、水管崩裂、管道共振等现象经常出现。其次，由于水泵电机只能工作在，长期高速运行，电能浪费较
11、大，据统计，在目前水方式中，电费在水费成本中的 以上。再次，由于对电机的人为控制很难保证切换秩序准确性，加大了电机运行故障的可能性，容易造成电机在长远运作过程中不均匀磨损，机械磨损大就会缩短设备寿命且维护量大，设备和劳动力成本较高。最后，目前的城市生活区高层液位控制系统，基本都采用高位水箱或水塔液位控制，这种方式的建设既增加基础设施投资，也造成水资源二次污染。使用新型基于PLC的控制塔与过去水塔液位控制方式相比，无论在设备投资方面，还是运行经济性、稳定性、可靠性、自动化程度方面都有着不可比拟的优点，再者还具有显著的节能效果。恒压液位控制系统，引起了国内几乎所有设备制造商的重视并不断投资研发，旨
12、在生产高科技产品。目前， 产品正向着高可靠性，机控制，多品种系列发展。追求高度自动化、智能化、标准化是未来液位控制系统着眼于开发城市建设智能楼宇、和液位控制管网的必然趋势。本文重点介绍基于PID控制的自动液位控制装置的相关内容及设计，使模拟水塔的水箱液位保持动态平衡。通过软件调整PLC控制器内的参数，结合液位变送器反馈的实时液位信号再经PID计算输出控制量控制水泵功率调节进水，如此构成单闭环系统。 水箱水位控制系统集、控制技术，电力技术，微电子技术、计算机技术和技术于一体，该液位控制装置可以提高液位控制的稳定性和可靠性，具有良好的控制水位动态平衡的效果。 1.2 PLC的产生与发展1.2.1
13、PLC的产生 1960年随着小型计算机的产生和大型规模开发生产，人们都试图实现以计算机来代替传统的继电器控制接触器。然而，由于小型工业控制计算机输入、输出用且编程技术的复杂，因此并没有得到推广和应用。 20世纪60年代后期美国汽车力日益激烈。为了满足生产工艺的需要，在年，通用汽车公司第一次，对控制系统提出了具体要求：其基本的控制系统的设计周期短，更换方便，简单且成本低；计算机的功能和和的控制系统可以结合在一起，并且要比计算机编程简单易学，易于使用；系统的通用性好。1969年设备公司按照上述要求，研制出世界上第一台控制器，并在美国通用公司自动装配生产线上首次成功应用， 实现自动化生产控制。随后，
14、日本、德国等相继出台，迅速开发了可编程逻辑控制器。但是，这一次主要用于顺序控制，虽然类似电脑设计的想法，但它仍然属于逻辑运算，因此它被称为辑控制器，即PLC（ Programmablc逻辑控制器），后又为了区别改称PLC。在20世纪70年代末，电子技术和计算机技术的日益发展，具有更高计算功能的辑控制器也快速发展，不仅硬盘要更换，逻辑编程取代布线逻辑，还要具备运算功能和数据传输功能，真正成为工业计算机控制设备。不仅如此，该逻辑控制器又具备小型型化的特点，且该功能采用微电脑技术，工业控制能力范围远远超出了制、顺序控制局限，因此叫做可编程逻辑控制器，也称为PC（ Programmablc控制器） 。
15、然而，由于PC机与PC （个人计算机）相混淆，人们都习惯于缩写成PLC。1.2.2 PLC技术的发展世界上公认的第一台是1969年设备公司（）研制的。美国以用户身份提出新一代应具备十大条件，这十大条件是：1. ，可在现场修改程序；2. ，最好是插件式；3. 可靠性高于控制柜；4. 体积小于控制柜；5. 可将数据送入管理计算机；6. 在成本上可与控制竞争；7. 可以是交流115V；8. 为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀；9. 在时，原有系统只要很小变更；10. 用户程序至少能扩展到4K字节。这10项指标其实就是现在PLC的最基本功能，其核心要求可归纳为4点：1. 计算机代替控制盘。2. 用程序代替硬接线。3. 输入/输出电平可与外部装置直接相联。4. 结构易于扩展。年设备公司成功研制世界第一台序控制器，并在公司的汽车自动装配线上首次使
