1、水塔水位控制系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì)1、水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)1.1、水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求水塔水位控制裝置如圖1-1所示S1-表示水塔的水位上限，S2-表示水塔的水位下限，S3-表示水池水位上限，S4-表示水池水位下限，M1為抽水電機(jī)，Y為水閥。圖1-1 水塔水位控制裝置水塔水位的工作方式：當(dāng)水池液位低于下限液位開(kāi)關(guān)S4，S4此時(shí)為ON，水閥Y打開(kāi)（Y為ON），開(kāi)始往水池里注水，定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，4秒以后，若水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān)時(shí)（S4還不為OFF），則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警（閥Y指示燈閃爍），表示閥Y沒(méi)有進(jìn)水，出現(xiàn)故障；若系統(tǒng)正常，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān)S4為OFF,表示水位高于下限水位。當(dāng)

2、水位液面高于上限水位，則S3為ON，閥Y關(guān)閉（Y為OFF）。當(dāng)S4為OFF時(shí)，且水塔水位低于水塔下限水位時(shí)（水塔下限水位開(kāi)關(guān)S2為ON），電機(jī)M開(kāi)始工作，向水塔供水，當(dāng)S2為OFF時(shí)，表示水塔水位高于水塔下限水位。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位時(shí)（水塔上限水位開(kāi)關(guān)S1為OFF），電機(jī)M停止。（注：當(dāng)水塔水位低于下限水位，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，水泵不能啟動(dòng)）1.2 水塔水位控制系統(tǒng)主電路水塔水位控制系統(tǒng)主電路如圖1-2所示：圖1-2 水塔水位控制系統(tǒng)主電路1.3、I/O接口分配水塔水位控制系統(tǒng)PLC的I/O接口分配如表1-1所示。表1-1 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的I/O接口分配表符號(hào)地址絕對(duì)

3、地址數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明1S1I0.1BOOL水塔上限水位2S2I0.2BOOL水塔下限水位3S3I0.3BOOL水池上限水位4S4I0.4BOOL水池下限水位5STARTI0.0BOOL控制開(kāi)關(guān)6YQ0.1BOOL水閥7M1Q0.2BOOL抽水電機(jī)8Q0.3BOOL水池下限指示燈9Q0.4BOOL水池上限指示燈10Q0.5BOOL水塔下限指示燈11Q0.6BOOL水塔上限指示燈12Q0.7BOOL報(bào)警指示燈1.4、水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖這是一個(gè)單體控制小系統(tǒng)，沒(méi)有特殊的控制要求，它有5個(gè)開(kāi)關(guān)量，開(kāi)關(guān)量輸出觸點(diǎn)數(shù)有8個(gè)，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有13個(gè)，只需選用一般中小型控制器即可。據(jù)此，可以對(duì)輸入

4、、輸出點(diǎn)作出地址分配，水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖如圖1-3所示。圖1-3 水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖2、水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)2.1 程序流程圖水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，控制流程圖如圖2-1所示。圖2-1 水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖2.2梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形化編程語(yǔ)言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，它比較直觀、形象，對(duì)于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō)，易被接受。繼電器梯形圖多半適用于比較簡(jiǎn)單的

5、控制功能的編程，絕大多數(shù)PLC用戶都首選使用梯形圖編程。梯形圖編程的一般規(guī)則有:（1）梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個(gè)邏輯行起始于左母線然后是觸點(diǎn)的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個(gè)圖形呈階梯形。梯形圖所使用的元件編號(hào)地址必須在所使用PLC的有效范圍內(nèi)。（2）梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒(méi)有真實(shí)的電流流過(guò)。但為了讀圖方便，常用“有電流”、“得電”等來(lái)形象地描述用戶程序解算中滿足輸出線圈的動(dòng)作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流”，而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流;層次的改變也只能自上而下。（3）梯形圖中的繼電器實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器

6、中的位觸發(fā)器，相應(yīng)某位觸發(fā)器為“1態(tài)”，表示該繼電器線圈通電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，反之為“O態(tài)”。梯形圖中繼電器的線圈又是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器線圈外，還包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)器等的線圈以及各種比較、運(yùn)算的結(jié)果。（4）梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。（5）繼電器線圈在一個(gè)程序中不能重復(fù)使用:而繼電器的觸點(diǎn)，編程中可以重復(fù)使用，且使用次數(shù)不受限制。（6）PLC在解算用戶邏輯時(shí)，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進(jìn)行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作，這在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)

7、，可以減少許多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路，從而使電路設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。所以，由梯形圖編寫(xiě)指令程序時(shí)，應(yīng)遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)于一條指令，一條指令為一個(gè)步序。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。這種分時(shí)操作的過(guò)程稱為CPU對(duì)程序的掃描。掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始。根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)的梯形圖

8、程序如圖2-2所示。2.2.1 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖圖2-2 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖2.2.3 工作過(guò)程設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4個(gè)液位指示燈全亮。當(dāng)執(zhí)行程序時(shí)，掃描到水池為液位低于水池下限液位時(shí)，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里進(jìn)水，如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。若4秒之后水池液位按預(yù)定的超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)在正常的工作，水池下限位的指示燈滅，此時(shí)，水池的液位已經(jīng)超過(guò)了下限位了，系統(tǒng)檢測(cè)到此信號(hào)時(shí)，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵開(kāi)始工作，向水塔供水，當(dāng)水池的液位超過(guò)水池上限液位時(shí)，水池上限指示燈滅，電磁閥就關(guān)閉，但是水塔現(xiàn)在還沒(méi)有裝滿，可此時(shí)水塔液位已經(jīng)超過(guò)水塔下限水位，則水塔下限指示燈滅，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽滿時(shí)，水塔液位超過(guò)水塔上限，水塔上限指示燈滅，但剛剛給水塔供