畢業(yè)設計--水塔水位自動控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　供水是一個關系國計民生的重要產業(yè)。隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，對城市供水提出了更高的要求，要滿足及時、準確、安全保證充足供水，如果仍然沿用人工方式，勞動強度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須進行水塔水位控制自動化系統(tǒng)的改造?？删幊炭刂破? PLC) 因其高可靠性和較高的性價比在工業(yè)控制中得到廣泛的應用。本文針對目前

2、比較流行的控制技術，利用PLC和傳感器構成了水塔水位恒的控制系統(tǒng)。改造后的水塔水位自控系統(tǒng)，實現水塔水位自動控制系統(tǒng)，遠程監(jiān)控，實現無人值守。</p><p>　　關鍵詞: 可編程邏輯控制器（PLC） 水塔水位 自動控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Water supply is a major

3、industry involving the interests of the state and the people. With development of society and the improvement of the people's livelihood, city water supply has been brought forward a higher request. It needed to be t

4、imely , accurate and safely to plentifully conduct water supply. If we still continue to use a way of the man-power, the intensity of labor are high , availability is low and the security is difficult to ensure .We mus

5、t carry out water tower water level unde</p><p>　　Key wards：Programmable Logic Controller. water pool water lever. automatically controls</p><p><b>　　目錄</b></p><p>&l

6、t;b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第一章 水塔水位自動控制系統(tǒng)的現狀和發(fā)展1</p><p>　　1.1 水塔供水的發(fā)展1</p><p>　　1.2傳感器和PLC的應用2</p><p>　　第二章 水塔水位自動控制系統(tǒng)的組成

7、3</p><p>　　2.1系統(tǒng)構成及其控制要求3</p><p>　　2.1.系統(tǒng)框圖5</p><p>　　第三章水塔水位自動控制系統(tǒng)設計5</p><p>　　3.1水泵電動機控制電路的設計5</p><p>　　3.2水位傳感器的選擇：7</p><p>　　第四章 P

8、LC的設計8</p><p>　　4.1可編程序控制器(PLC)簡介8</p><p>　　4. 2 PLC工作原理9</p><p>　　4.2.1掃描的概念9</p><p>　　4. 2. 2 PLC的工作過程9</p><p>　　4. 3 PLC的編程語言--梯形圖11</p>&l

9、t;p>　　4.4 編程軟件的簡介和梯形圖的基本繪制規(guī)則12</p><p>　　4.5水塔水位自動控制系統(tǒng)的軟件設計15</p><p>　　第五章 結束語（系統(tǒng)總結分析）21</p><p>　　5.1系統(tǒng)的優(yōu)點21</p><p>　　5.2 結束語21</p><p><b>　

10、　參考文獻23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p>　　第一章 水塔水位自動控制系統(tǒng)的現狀和發(fā)展</p><p>　　1.1 水塔供水的發(fā)展</p><p>　　中國的城鎮(zhèn)供水具有120年的悠久歷史。自1879年中國的旅順建成第一座供水設施開始到1949年，全國只有

11、60個城市有供水設施，日供水能力186萬立方米。到1978年，全國有467個城市建有供水設施，日供水能力達到6382萬立方米。改革開放以來，供水事業(yè)有了較快的發(fā)展，到1998年底，中國668個城市，具備日供水能力20992萬立方米。另外，全國有13922個小城鎮(zhèn)，建有水廠13828座，日供水能力達到2111萬立方米。隨著經濟建設的大規(guī)模開展，我國城市給水工程建設也得到了飛速發(fā)展。舊式的水塔供水控制系統(tǒng)是通過繼電器接觸線路控制開停泵機來實

12、現控制水塔水位的。這種系統(tǒng)的缺點是控制線路復雜，維護工作繁重，操作麻煩，可靠性低，故障率高，而且供水量的增加也增加了供水人員的數量以及勞動量。隨著計算機網絡技術在工控領域的應用和發(fā)展，可編程控制PLC已具有很強的通訊功能，PLC系統(tǒng)也從單機控制系統(tǒng)，集中控制系統(tǒng)、分散型控制系統(tǒng)，發(fā)展到遠程I/O控制系統(tǒng)。人們對供水系統(tǒng)的要求也越來越高如何及時、安全的供水成為不可避免的問題。能夠準確有效的控制水塔水位達到供水要求就成為供水系統(tǒng)急需解決的問

13、題。</p><p>　　1.2傳感器和PLC的應用</p><p>　　現代水塔控制系統(tǒng)中大量先進儀表和設備的大量應用對其控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了越來越高的要求,傳統(tǒng)的人工手動操作已遠遠不能獲得好的控制品質?？删幊炭刂破? PLC) 因其高可靠性和較高的性價比在工業(yè)控制中得到廣泛的應用。水塔水位控制系統(tǒng)中每個工藝段的設備及檢測儀表相對集中, 控制相對獨立,而PLC 特別適用于這樣的

14、系統(tǒng)特性, 因此能夠完成生產過程中工業(yè)控制與狀態(tài)監(jiān)測。</p><p>　　現代傳感技術、電子技術、計算機技術、自動控制技術、信息處理技術和新工藝、新材料的發(fā)展為智能檢測系統(tǒng)的發(fā)展帶來了前所未有的奇跡。在工業(yè)、國防、科研等許多應用領域，智能檢測系統(tǒng)正發(fā)揮著越來越大的作用。檢測設備就像神經和感官，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人們認識自然、改造自然的有力工具然隨著科技的發(fā)展人們在控制水塔水位要求

15、也越來越高，在引入PLC后大大增進了水塔水位的自動化，不但達到了以前控制水泵的開關加水，而且達到及時準確、安全供水。</p><p>　　第二章 水塔水位自動控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　2.1系統(tǒng)構成及其控制要求</p><p>　　圖2.1 水塔水位自動控制系統(tǒng) </p><p>　　S1: 水塔水位上限 當水塔水位達到

16、此位置時液位傳感器將向PLC發(fā)出最高水位信號請求停止水泵工作</p><p>　　S2: 水塔水位下限 當水塔水位達到此位置說液位傳感器將向PLC發(fā)出最低水位信號請求開啟水泵工作</p><p>　　S3: 水槽水位上限 當水塔水位達到此位置時液位傳感器將向PLC發(fā)出最高水位信號請求停止水泵工作</p><p>　　S4: 水槽水位下限 當水

17、塔水位達到此位置說液位傳感器將向PLC發(fā)出最低水位信號請求開啟水泵工作</p><p>　　M: 抽水泵 當水塔水位達到最低水位時PLC將開到抽水泵向水塔供水</p><p>　　Y: 補水泵 當水槽水位達到最低水位時PLC將開到抽水泵向水塔供水</p><p><b>　　原理</b></p><p>

18、　　在控制系統(tǒng)啟動后，若水槽水位低于水槽最低水位時液位傳感器將水位信號轉化為電信號向PLC發(fā)出信號，PLC根據此信號打開補水泵向水槽補水，當水位達到水槽最高水位時液位傳感器將水位信號轉化為電信號向PLC發(fā)出信號停止補水泵的工作，當水塔水位達到最低水位時，液位傳感器將水位信號轉化為電信號向PLC輸出，PLC在收到信號后啟動水泵向水塔加水，當水塔水位達到最高水位時傳感器將水位信號轉化為電信號向PLC發(fā)出信號停止水泵的工作。</p>

19、;<p><b>　　2.1.系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　如下圖整個系統(tǒng)由一個水位傳感器，一臺PLC和一臺水泵以及若干部件組成。安裝于水塔上的傳感器將水塔的水位轉化成1-5伏的電信號；電信號到達PLC將控制控制水泵的開關。水箱水位自動控制系統(tǒng)由PLC !核心控制部件"# 高低位水箱的水位檢測電路高低水位信號傳送給PLC水泵電動機控制電路 PLC 控制啟停及主

20、備切換</p><p>　　圖2.2 系統(tǒng)組成框圖</p><p>　　在水塔水位檢測系統(tǒng)中通過超聲波液位傳感器將水位信號轉換為電信號輸入PLC中，在通過PLC控制水泵的啟動或關閉。在系統(tǒng)運行中當水為低于最低值時PLC將啟動水泵向水塔中加水，當水塔中的水達到最高值時PLC使水泵停止運轉即水泵停止向水塔供水。等到水塔水位再次達到控制最低水位時 系統(tǒng)再次重復這個過程</p>&l

21、t;p>　　水塔水位自動控制系統(tǒng)設計</p><p>　　3.1水泵電動機控制電路的設計</p><p>　　給排水工程中常使用三相異步電動機， 水泵上的電動機一般都是單向旋轉有以下控制</p><p>　　在水塔水位檢測系統(tǒng)中通過水位傳感器檢測實際水位的高度，當水位低于最低水位時向PLC發(fā)出信息啟動水泵，經過5分鐘檢測水塔水位是否提高控制水泵的工作，當水位達

22、到最高水位時向PLC發(fā)出信息控制信息停止水泵工作。</p><p>　　供水系統(tǒng)的基本原理如圖2.1 所示，水位閉環(huán)調節(jié)原理是：通過在水塔中的水位傳感器，將水位值變換為電流信號進入PLC，執(zhí)行較后程序，通過水泵的開關對水塔中的水位進行自動控制。當PLC 出現故障時，還有一套手動控制來進行對水塔水位控制。手動控制采用交流接觸器。</p><p>　　圖3.1 水泵電動機控制圖</p&g

23、t;<p>　　水泵啟動工作：當投入作為主電路電源開關的配線切斷器MCCB時，在收到PLC的啟動水泵指令后，電磁線圈MC中有電流流過，電磁接觸器MC運行。當電磁接觸器MC運行時，主電路的主觸點MC閉合，常閉觸點MC-b打開，常開觸點MC-m2閉合，當主觸點閉合時，電源電壓施加到電動機M上，開始運轉。當常閉觸點MC-b打開時，綠燈GN-L中無電流流過，綠燈熄滅，當常開觸點MC-m2閉合時，紅燈RD-L中有電流流過，紅燈點亮。

24、</p><p>　　水泵停止工作：當投入作為主電路電源開關的配線切斷器MCCB時，在收到PLC的停止水泵指令后，電磁線圈MC中無電流流過，電磁接觸器MC恢復。當電磁接觸器MC恢復時，主電路的主觸點MC打開，常閉觸點MC-b閉合，常開觸點MC-m2打開，當主觸點MC打開時，電源電壓施不再施加到電動機M上，電動機M停止運轉。當常閉觸點MC-B閉合時，綠燈GN-L中有電流流過，綠燈點亮，當常開觸點MC-m2打開時，紅

25、燈RD-L中無電流流過，紅燈熄滅。</p><p>　　MCCB：Molded case circuit breakers 配線切斷器是把開閉機構、后動裝置等統(tǒng)一裝到絕緣容器內的部件，它是利用操作手柄對通常使用狀態(tài)的電路進行開閉控制的。經常應用于電源電路的開閉中，當發(fā)生過載、短路等情況時自動地切斷電路。</p><p>　　MC：Electromagnetic contact

26、ors 所謂電磁接觸器，就是應用電磁鐵對負載電流進行開閉控制的接觸器，主要用于電源電路的開閉。電磁接觸器有主觸點和輔助觸點構成的觸點和電磁線圈與鐵心構成的靠做電磁鐵部分組成。</p><p>　　THR: 熱敏繼電器（thermal rekay） 是由加熱器部分和觸點機構部分組成的。當夠電流流過加熱部分時，雙金屬片因為受熱而發(fā)生彎曲，因此觸點部分被打開而使電路得到保護。</p><p>

27、;　　3.2水位傳感器的選擇：</p><p>　　根據本設計的要求所選傳感器要求在水面和水底都可以使用，所以選擇超聲波液位傳感器U9ULS系列的 U9ULS——10/100系列。U9ULS系列超聲波液位傳感器開關使用范圍非常廣。本產品具有焊接的不銹鋼傳感器探頭，沒有縫隙不會泄露，另外沒有易損的活動部件，故可承載非常高的溫度和壓力。它不會受溫度、壓力、密度和液體類型等參數的影響。在大多數情況下，電子設備放在鑄鋁的

28、，NEMA 4/NEMA 7防爆且防水的殼體中。</p><p>　　U9ULS具有以下特點：</p><p>　　可應用于多種液體中 </p><p>　　可承受高達1000psi的壓力</p><p>　　不受氣泡、蒸汽、雜質后湍流等因素的影響。</p><p>　　長度達121in(303.3cm)</p&

29、gt;<p>　　可安裝在側面、頂部或底部</p><p>　　工作原理：U9ULS系列是給予超聲波理論工作的。當超聲波在空氣中傳播時，會被嚴重衰減 相反地，如果在液體中傳播時，超聲波的傳播會被大大增強。電</p><p>　　子控制單元發(fā)出一系列的電信號，傳感器將其轉化為超聲能量脈沖，并在被探測區(qū)內傳播。當另一端街道有效信號時，就發(fā)出數據有效的信號，表明有液體存在。這個信號

30、輸送到繼電器，從而產生輸出信號。</p><p>　　U9ULS——100系列產品具有性能優(yōu)異的傳感器探頭，可在溫度為300F和壓力為1000PSI的情況下良好的工作。</p><p>　　U9ULS——10系列產品為更靠近池底，將頂端的探頭設計成缺口形狀?？刂齐娐吩O計成小型，密封的結構，可安裝在遠程的控制地點。</p><p>　　特點：10A的繼電器輸出<

31、/p><p>　　115/230V AC，12V DC或24V DC輸入</p><p>　　高增益。無需效準，工作溫度可達300 長度可達151.5CM</p><p>　　表3.1 主要技術指標</p><p>　　第四章 PLC的設計</p><p>　　4.1可編程序控制器(PLC)簡介</p>

32、<p>　　可編程序控制器(Programmable Logic Controller))簡稱PLC。所謂可編程序控制器，就是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子系統(tǒng)，它采用一種可編程序的存儲器，在其內部存儲并執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、記數和算術操作的指令，通過數字量或模擬量的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。隨著PLC的發(fā)展，它不僅能完成編輯、運算、控制，而且能實現模擬量、數字量的算術運算。<

33、;/p><p>　　4. 2 PLC工作原理</p><p>　　4.2.1掃描的概念</p><p>　　掃描是一種形象化的術語，用來描述可編程序控制器內部的CPU的工作過程。所謂掃描就是依次對各種規(guī)定的操作項目全部進行訪問和處理。PLC運行時，用戶程序中有眾多的操作需要執(zhí)行，但是一個CPU每一個時刻只能執(zhí)行一個操作而不能同時執(zhí)行多個操作，因此CPU按程序的順序依次執(zhí)

34、行各個操作，這種需要處理多個作業(yè)時依次按順序處理的工作方式稱為掃描工作方式。由于掃描是周而復始無限循環(huán)的，每掃描一個循環(huán)所用的時間為掃描周期。</p><p>　　順序掃描的工作方式是PLC的基本工作方式，它簡單直觀，方便用戶程序設計，為PLC的可靠運行提供了有利保證。一方面，所掃描的指令被執(zhí)行后其結果馬上就可以被后面將要掃描的指令所利用;另一方面，還可以通過CPU設置定時器來監(jiān)視每次掃描時間是否超過規(guī)定時間，避

35、免由于CPU內部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)。</p><p>　　4. 2. 2 PLC的工作過程</p><p>　　PLC的工作過程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯，.然后順序向各個輸出點發(fā)出相應的控制信號。除此之外，為提高工作的可靠性和及時的接收外來的控制命令，每個掃描周期還要進行故障自診斷和處理與編程器、計算機的通

36、信。因此，PLC工作過程分為以下五步:</p><p><b>　　(1)自診斷</b></p><p>　　自診斷功能可使PLC系統(tǒng)防患于未然，而在發(fā)生故障時能盡快的修復，為此PLC每次掃描用戶程序以前都對CPU、存儲器、輸入輸出模塊等進行故障診斷，若自診斷正常便繼續(xù)進行掃描，而一旦發(fā)現故障或異常現象則轉入處理程序，保留現行工作狀態(tài)，關閉全部輸出，然后停機并顯示出錯

37、的信息。</p><p><b>　　(2)與外設通信</b></p><p>　　自診斷正常后PLC即掃描編程器、上位機等通信接口，如有通信請求便響應處理。在與編程器通信過程中，編程器把指令和修改參數發(fā)送給主機，主機把要顯示的狀態(tài)、數據、錯誤碼進行相應指示，編程器還可以向主機發(fā)送運行、停止、清內存等監(jiān)控命令。在與上位機通信過程中PLC將接收上位機發(fā)出的指令進行相應的

38、操作，把現場工作狀態(tài)、PLC的內部工作狀態(tài)、各種數值參數發(fā)送給上位機以及執(zhí)行啟動、停機、修改參數等命令。</p><p><b>　　(3)輸入現場狀態(tài)</b></p><p>　　完成前兩步工作后PLC便掃描各個輸入點，讀入各點的狀態(tài)和數據，如開關的通斷狀態(tài)、形成現場的內存映象。這一過程也稱為輸入采樣或輸出刷新，在一個掃描周期內內存映象的內容不變，即使外部實際開關狀

39、態(tài)己經發(fā)生了變化也只能在下一個掃描過程中的輸入采樣時刷新，解算用戶邏輯所用的輸入值是該輸入值的內存映象值而不是當時現場的實際值。</p><p><b>　　(4)解算用戶邏輯</b></p><p>　　即執(zhí)行用戶程序。一般是從用戶出現存儲器的最低地址存放的第一條程序開始，在無跳轉的情況下按存儲器地址的遞增方向順序的掃描用戶程序，按用戶程序進行邏輯判斷和算術運算，因

40、此稱之為解算用戶邏輯。解算過程中所用的計數器、定時器，內部繼電器等編程元件為相應存儲單元的即時值，而輸入繼電器，輸出繼電器則用的是內存映象值。在一個掃周期內，某個輸入信號的狀態(tài)不管外部實際情況是否己經變化，對整個用戶程序是一致的，不會造成結果混亂。</p><p><b>　　(5)輸出結果</b></p><p>　　將本次的掃描過程中解算最新結果送到輸出模塊取代前

41、一次掃描解算的結果，也稱為輸出刷新。解算用戶邏輯到用戶程序為止，每一步所得到的輸出信號被存入輸出信號寄存表并未發(fā)送到輸出模塊，相當于輸出信號被輸出門阻隔，待全部解算完成后打開輸出門一并輸出，所用輸出信號由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應開關動作。驅動用戶輸出設備即PLC的實際輸出。</p><p>　　在依次完成上述五個步驟操作后PLC又開始進行下一次掃描。如此不斷的反復循環(huán)掃描，實現對全過程及設備的連續(xù)控制，直至

42、接收到停止命令、停電、或出現故障。</p><p>　　4. 3 PLC的編程語言--梯形圖</p><p>　　梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路圖，它簡單，直觀，易讀，好懂，是PLC中普遍采用的一種編程方式。梯形圖中沿用了繼電器線路的一些圖形符號，這些圖形符號被稱為編程元件，每一個編程元件對應有一個編號。不同廠家的PLC，其編程元件的多少及編號方法不盡相同，但是基本的元件及功能很相近。

43、</p><p><b>　　梯形圖有如下特點。</b></p><p>　　①梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個繼電器為一個邏輯行，稱為梯形。每一個邏輯行起始于左母線，然后是觸點的各種聯(lián)接，最后是線圈，整個圖形呈梯形。</p><p>　?、谔菪螆D中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電器，它實質上是變量存儲器中的位觸發(fā)器，因此稱為

44、軟繼電器，相應的某位觸發(fā)器為真態(tài)，表示該繼電器通電，其常開觸點閉合，常閉觸點打開。</p><p>　　梯形圖中的繼電器的線圈的定義是廣義的，除了輸出繼電器、內部繼電器以外，還包括定時器、計數器等。</p><p>　?、厶菪螆D中，一般情況下某個編號的繼電器線圈只能出現一次，而繼電器的觸點是可以被無限制的引用，既可是常開觸點也可以是常閉觸點。</p><p>　　④

45、梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側的母線不接任何電源，因而圖中各個支路也沒有真實的電流通過，但是為了方便，常用有電流來形象的描述解算中滿足輸出線圈的動作條件。所以僅僅是概念上的電流，而且認為它只能從左向右流動，層次的改變只能是先上后下。3.4可編程序控制器PLC的優(yōu)點</p><p>　?、倌苓m應工業(yè)現場的惡劣環(huán)境，不要求空調，能抗電磁干擾與電壓沖擊。</p><p>　　②簡單，

46、易于使用，不必要求微機軟硬件方面的知識，編程不需要高級語言。</p><p>　?、劭煽啃愿撸骄收祥g隔時間(MTBF)超過20000小時。</p><p>　?、芫幊袒蛐薷某绦蛉菀?，程序可以保存和固化。</p><p><b>　?、蒹w積小，價格低。</b></p><p>　　⑥可直接將數據送入處理器中，可直接連接

47、到現場。</p><p>　?、呖稍诨鞠到y(tǒng)上擴展，系統(tǒng)容易配置，與負載最遠距離可達10000英尺，內存可以擴展。</p><p>　?、嘤泻軓姷耐ㄓ嵐δ?，可與多種支持設備連接。</p><p>　　⑨系統(tǒng)化，有標準外圍接口模塊。</p><p>　　⑩系統(tǒng)在一種現場不需要時，仍可改在另一種現場上使用等一系列優(yōu)點。</p>&l

48、t;p>　　4.4 編程軟件的簡介和梯形圖的基本繪制規(guī)則</p><p>　　PLC控制程序采用OMRON公司提供的C—Programmer編程軟件開發(fā),基于windows的應用軟件，梯形圖(lad)語言最接近于繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電氣控制原理圖，是應用最多的一種編程語言，與計算機語言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級語言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內部的結構原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設

49、計和運行維護人員所接受，是初學者理想的編程工具。功能塊圖(FWD)的圖形結構與數字電路的結構極為相似，功能塊圖中每個模塊有輸入和輸出端，輸出和輸入端的函數關系使用與、或、非、異或邏輯運算，模塊之間的連接方式與電路的連接方式基本相同。</p><p>　　C20是普及型可編程程序控制器。他有兩種型號一是不可編程的，稱為基本型；另一種是可編程的稱為擴展型，基本型有16點輸入 8點輸出，以及136個內部輔助繼電器；擴展

50、型的輸入點數可擴展到80點；輸出點數可擴展到60，起它功能和基本型相同。C20 不但具有一般小型PC所具有的邏輯運算指令、定時指令 記數指令 和連鎖指令 還具有數值運算指令</p><p>　　C系列P型機是在C20 基礎上發(fā)展來的增強型小型機，和C20相比，P型機結構更為合理 指令功能大大增強。幾種型號的P型機硬件機構，指令系統(tǒng)，性能指標，編程方法完全相同，這類PC專用開關量控制，其基本的構成仍可分為：主機單元

51、，擴張單元和編程器。</p><p>　　根據對本設計的分析及教材上所講的設計規(guī)則，該系統(tǒng)是PLC單機控制，由此計算輸入、輸出（I/O）點數，并且在選PLC時要在實際需要點數的基礎上預留10%的余量。因為該系統(tǒng)只有4輸入點和2輸出點，所以本設計選擇C20P 介紹一些關于C20P的參數。 C20P 機包括有主機單元、I/O擴展單元、I/O鏈接單元、A/D轉換單元、D/A轉換單元等。C20P主機箱的輸入點為12個，是

52、00CH的0000~0011端子，輸出點為8個是05CH的0500~0507。主機單元是包含了CPU的中央處理單元，因此也稱CPU箱。CPU箱中包括有CPU、RAM、ROM及與編程器或EPROM寫入等外設相連的接口，與I/O擴展單元相連的擴展口，有輸入輸出端子、高速計數輸入端子、+24V DC輸出端子、電源接線端子、輸入輸出狀態(tài)指示燈、電源指示燈、報警燈等。</p><p>　　C20P提供了12入點、8輸出點。

53、它有編碼、譯碼、數制轉換，可逆計數等功能；有64個16位的數據存貯區(qū)?？梢怨灿镁幊唐?、EPROM寫入器、打印接口及圖形編程器等C系列的外設。有16個特殊功能繼電器，分別是：</p><p>　　1808：電池異常為ON</p><p>　　1809：當掃描時間在100～130ms時為ON</p><p>　　1810：使用高速計數器，收到復位信號時它在一個掃描周期內

54、為ON</p><p>　　1811、1812、1814：常OFF</p><p><b>　　1813：常ON</b></p><p>　　1815：程序運行單脈沖</p><p>　　1900: T=0.1s的連續(xù)脈沖</p><p>　　1901: T=0.2s的連續(xù)脈沖</p>

55、<p>　　1902: T=1s的連續(xù)脈沖</p><p>　　1903: 操作數不是BCD碼或數制轉換時BCD碼大于9999為ON</p><p>　　1904: 數值運算時有進位/借位時為ON</p><p>　　1905: 數值比較時大于為ON</p><p>　　1906: 數值比較時等于為ON</p>&

56、lt;p>　　1907: 數值比較時小于為ON</p><p>　　1907: 數值比較時小于為ON C20P-型機CPU單元 </p><p>　　表4.1 C20P 性能參數</p><p>　　輸入輸出擴展單元：電源電壓 100-240VAC</p><p>　　輸入 24VDC,12點</p><

57、p>　　輸出 繼電器(帶插座) 8點</p><p><b>　　C20P一般規(guī)格</b></p><p><b>　　C20P的性能規(guī)格</b></p><p>　　4.5水塔水位自動控制系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　確定PLC所需的各類繼電器，對各元件編號，如下表所示。&l

58、t;/p><p>　　輸入/輸出端口地址分配</p><p>　　3、畫出PLC的外部輸入輸出電路如圖6-2所示。</p><p>　　圖4.1 PLC外接線圖</p><p>　　S1: 水塔水位上限</p><p>　　S2: 水塔水位下限</p><p>　　S3: 水槽水位上限</p&

59、gt;<p>　　S4: 水槽水位下限</p><p><b>　　M: 抽水泵</b></p><p><b>　　Y: 補水泵</b></p><p>　　圖2.2 水塔水位系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　　1．.硬件連線</b></p>

60、<p>　　（１）輸入COM端和電源０Ｖ連接輸入端和水塔水位自動控制系統(tǒng)輸入端連接</p><p>　?。ǎ玻┹敵鯟OM端串聯(lián)連接和電源２４Ｖ連接（COM０－COM１－COM２－COM３－COM４－COM５－COM６－COM７－COM８－電源２４Ｖ）輸出端（OUT端）和水塔水位自動控制系統(tǒng)試驗模板輸入端相連（OUT O1－Y，OUT O2－M，）</p><p><b>

61、;　　2．Ｉ／Ｏ分配：</b></p><p><b>　　輸入</b></p><p>　　調試單元 PLC內部 說明</p><p>　　I000 000ＣＨ00 啟動按鈕</p><p>　　I001 S1 000ＣＨ01 水塔水位上限</p><p>　　I002 S2 00

62、0ＣＨ02 水塔水位下限</p><p>　　I003 S3 000ＣＨ03 水槽水位上限</p><p>　　I004 S4 000ＣＨ04 水槽水位下限輸出調試單元 ＰＬＣ內部 說明</p><p>　　Ｏ001 010CH01 Y</p><p>　?。?02 010CH02 M</p><p><b&g

63、t;　　3．.程序說明</b></p><p>　　當啟動按鈕(IN I0)打開，若水槽水位低于水位下限時時，補水閥（Y）抽水。若水槽水位高于水位上限時，補水閥（Y）關閉，停止抽水。同時，當水塔水位低于水位下限時，并且水槽水位高于水位下限時時,抽水泵(M) 抽水(即M燈亮)。當水塔水位高于水位上限時時，抽水泵(M)關閉，停止抽水。若水塔水位低于水位下限，水槽水位低于水槽水位下限時,抽水泵（M）不抽水。

64、</p><p>　　編制梯形圖并寫出語句表，梯形圖如圖</p><p><b>　　語句表如表</b></p><p>　　第五章 結束語（系統(tǒng)總結分析）</p><p><b>　　5.1系統(tǒng)的優(yōu)點</b></p><p>　　水塔水位自動控制系統(tǒng)因采用PLC控制水泵電

65、源開關，實現了即使安全的完成操作。</p><p>　　因實現水位自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節(jié)省了人力并是水塔的供水達到及時、安全、準確。</p><p><b>　　5.2 結束語</b></p><p>　　現代傳感技術、電子技術、計算機技術、自動控制技術、信息處理技術和新工藝、新材料的發(fā)展為智能檢測系統(tǒng)的發(fā)展

66、帶來了前所未有的奇跡。在工業(yè)、國防、科研等許多應用領域，智能檢測系統(tǒng)正發(fā)揮著越來越大的作用。檢測設備就像神經和感官，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人們認識自然、改造自然的有力工具。 </p><p>　　本課題研究的內容是“水塔水位自動控制系統(tǒng)”。水位控制在日常生活及工業(yè)領域中應用相當廣泛，比如水塔、地下水、水電站等情況下的水位控制。而以往水位的檢測是由人工完成的，值班人員全天候地對水位的

67、變化進行監(jiān)測，用有線電話及時把水位變化情況報知主控室。然后主控室再開動電機進行給排水。很顯然上述重復性的工作無論從人員、時間和資金上都將造成很大的浪費。同時也容易出差錯。因此急需一種能自動檢測水位，并根據水位變化的情況自動調節(jié)的自動控制系統(tǒng)，我所研究的就是這方面的課題。</p><p>　　水位檢測可以有多種實現方法，如機械控制、邏輯電路控制、機電控制等。本設計采用傳感器檢測進行主控制，在水池上安裝超聲波傳感器

68、水位裝置。把測量到的水位變化轉換成相應的電信號。 </p><p>　　隨著科學技術技術的飛速發(fā)展，自動控制供水技術在小區(qū)已普遍使用。用PLC來實現自動供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動平穩(wěn)，啟動電流小，避免了電機啟動時對電網的沖擊，延長了泵和閥門等的使用壽命。供水控制系統(tǒng)提高了小區(qū)的供水質量。各項控制指標達到了用戶的要求。高度智能化，系列標準化是未來供水設備適應供水調度和

69、整體規(guī)劃要求的必然趨勢。隨著PLC飛速發(fā)展，基于PLC的水塔水位自動控制系統(tǒng)以其節(jié)能、安全、高品質的供水質量等優(yōu)點將在供水領域得到更為廣泛的應用，使我國供水行業(yè)不斷向前發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 魏志精.可編程控制器件應用技術 電子工業(yè)出版社 1995</p><p>　　

70、2 江秀漢 湯楠.可編程控制原理與應用（第二版）西安：西安電子科技大學出版社 2004</p><p>　　3 宋序彤. 我國城市供水發(fā)展有關問題分析[J]．城鎮(zhèn)供水．2001，2：22～26</p><p>　　4 史志強．水廠自動化控制系統(tǒng)中可編程控制器的應用[J]．福州大學學報（自然科學版），1998，26(6)：44～47</p><p>　　5大賓莊司 電

71、氣控制線路（數字部分） 關靜 譯 科學出版社 2005</p><p>　　6大賓莊司 電氣控制線路（基礎與實物） 盧伯英 譯 科學出版社2005</p><p>　　7 PLC應用開發(fā)技術與工程實踐 北京：人民郵電出版社 2005.9</p><p>　　8 廖常初 PLC編程及應用 北京：機械工業(yè)出版社 2002.9</p><

72、;p>　　9丁煒，魏孔平 可編程控制器在工業(yè)中的應用 化學工業(yè)出版社 2004.7</p><p>　　10 宋序彤. 我國城市供水發(fā)展有關問題分析[J]．城鎮(zhèn)供水．2001，2：22～2</p><p>　　11 路林吉 可編程控制器原理及應用 清華大學出版社 200.9</p><p>　　12周志敏 周紀海 紀愛華編著.電工控制實用電路.北京：電子工

73、業(yè)出版社，2005.11</p><p>　　13 宋伯生. 可編程控制器配置.編程.聯(lián)網 北京：中國勞動出版</p><p>　　14楊幫文. 新型工業(yè)控制開關應用手冊 北京：機械出版社 2006</p><p>　　15程周.電氣控制與PLC原理及應用.北京：電子工業(yè)出版社，2003</p><p>　　16齊蓉 肖維蓉. 可編程計算

74、機控制器件技術 北京：電子工業(yè)出版社 2005</p><p>　　17汪曉平. PLC 可編程控制系統(tǒng)開發(fā)實例導航 北京：人民郵電出版社 2004</p><p>　　18 李國厚 張發(fā)玉.PLC原理與應用 北京： 清華大學出版社 2005</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>

75、　　本論文是在***教授的悉心指導下完成的。作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經驗的不足，在設計的過程中遇到許多的問題，如果沒有導師的督促和指導， 在這里首先要感謝我的導師***教授。我的設計較為枯燥，但是***仍然細心地為我檢察錯誤并給予修改建議。***治學嚴謹和科學研究的精神是我學習的榜樣，對我今后的學習和工作是一種鼓勵。同時還要感謝所有的同學們，在整個設計中得到了同學們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 </p>