水塔水位控制系统PLC设计

1、1、 水塔水位控制系统 PLC 硬件设计、水塔水位控制系统设计要求水塔水位控制装置如图 1-1 所示51- -表示水塔的水位上限,52- -表示水塔的水位下限,53- -表示水池水位上限，S4-表示水池水位下限， M1 为抽水电机，丫为水阀。图 1-1 水塔水位控制装置水塔水位的工作方式：当水池液位低于下限液位开关 S4, S4 此时为 ON,水阀丫打开（丫为 ON）,开 始往水池里注水，定时器开始定时，4 秒以后，若水池液位没有超过水池下限液 位开关时（S4 还不为 OFF），则系统发出报警（阀丫指示灯闪烁），表示阀丫没有进水，出现故障；若系统正常，此时水池下限液位开关S4 为 OFF 表示

2、水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位，则 S3 为 ON,阀丫关闭（丫为 OFF。 当S4 为 OFF 时，且水塔水位低于水塔下限水位时（水塔下限水位开关 S2 为 ON）， 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时（水塔上限水位开关S1 为 OFF，电机 M停止。（注：当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也低于下限水位时，水泵 不能启动）水塔水位控制系统主电路水塔水位控制系统主电路如图 1-2 所示：水塔水位控制系统PLCPLC 设计KM水培以位揺制SQFUL1 L2 L3FR图 1-2 水塔水位控制系统主电路

3、、I/O 接口分配水塔水位控制系统 PLC 的 I/O 接口分配如表 1-1 所示表 1-1 水塔水位控制系统 PLC 的 I/O接口分配表符号地址绝对地址数据类型说明1S1BOOL水塔上限水位2S2BOOL水塔下限水位3S3BOOL水池上限水位4S4BOOL水池下限水位5STARTBOOL控制开关6YBOOL水阀7M1BOOL抽水电机8BOOL水池下限指示灯9BOOL水池上限指示灯10BOOL水塔下限指示灯11BOOL水塔上限指示灯12BOOL报警指示灯、水塔水位控制系统的 I/O 接线图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，开关量输出 触点数有 8 个，输入、输出

4、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、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统的I/O 接线图如图1-3 所示。I0.4-ooII-1220V图 1-3 水塔水位控制系统的 I/O 接线图2、水塔水位控制系统 PLC 软件设计SB传感器 1传感器 2传感器 310.0I0.1I0.2I0.3Q0.1Q0.2 Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7KMIKM水池下位指示灯水池上位指示灯水塔下位指示灯水塔下位指示灯一报警指示灯1M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 2-1 所示图 2-1 水塔水位控制系统的 PLC 控制流程

5、图梯形图程序设计及工作过程分析梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的触 点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理电路图非常相似， 但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令，它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器一接触器控制系统的人来说，易被接受。继电器梯形图多半适用于比较简 单的控制功能的编程，绝大多数 PLC 用户都首选使用梯形图编程。梯形图编程的一般规则有：（1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每一个逻辑行起始于左母线然后是触点的各种连接，最后是线圈或线圈与右母线相连， 整个图形呈阶梯形。梯 形图所使用的元件编号地址必须在所使用 PLC 的有

6、效范围内。（2）梯形图是 PLC 形象化的编程方式，其左右两侧母线并不接任何电源，因而图中各支路也没有真实的电流流过。 但为了读图方便，常用“有电流”、“得电” 等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件，它仅仅是概念上虚拟 的“电流”，而且认为它只能由左向右单方向流；层次的改变也只能自上而下。（3）梯形图中的继电器实质上是变量存储器中的位触发器，相应某位触发器为“ 1 态”， 表示该继电器线圈通电， 其动合触点闭合， 动断触点打开， 反之为“0 态”。梯形图中继电器的线圈又是广义的，除了输出继电器、内部继电器线圈外， 还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及各种比较、运算

7、的结 果。（4）梯形图中信息流程从左到右，继电器线圈应与右母线直接相连，线圈的右 边不能有触点，而左边必须有触点。（5）继电器线圈在一个程序中不能重复使用：而继电器的触点， 编程中可以重复 使用，且使用次数不受限制。（6）PLC 在解算用户逻辑时，是按照梯形图由上而下、从左到右的先后顺序逐 步进行的，即按扫描方式顺序执行程序，不存在几条并列支路同时动作，这在设 计梯形图时，可以减少许多有约束关系的联锁电路，从而使电路设计大大简化。 所以，由梯形图编写指令程序时，应遵循自上而下、从左到右的顺序，梯形图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。当 PLC 运行时，用户程序中 有众多的操作需要

8、去执行，但 CPU 是不能同时去执行多个操作的，它只能按分 时操作原理每一时刻执行一个操作。这种分时操作的过程称为CPU 对程序的扫描。扫描从 0000 号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控 制的情况下，按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序， 也就是顺序逐条执行用 户程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期， 然后再从头开 始扫描，并周而复始。根据控制要求，设计的梯形图程序如图2-2 所示。水塔水位控制系统梯形图10.4d卜T1S8 ODTQTVElEBCDQ0.1*工作过程设水塔、水池初始状态都为空着的，4 个液位指示灯全亮。当执行程序时，扫描 到水池为液位低

9、于水池下限液位时， 电磁阀打开，开始往水池里进水，如果进水 超过 4秒，而水池液位没有超过水池下限位， 说明系统出现故障，系统就会自动 报警。若 4T3S ODTSQTVEIBCDQ0.4QO.Z*T2S5T#2S-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， 水池下限位的指示灯灭，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，水池上限指示灯灭，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， 则水塔下限指示灯灭，水 泵继续工作，在水池抽水向水塔供

10、水，水塔抽满时，水塔液位超过水塔上限，水 塔上限指示灯灭，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，水池上限指示灯亮。此次给水塔供水完成。、梯形图对应的指令表程序段 1：A( (0AI QIQ0.0a. 10.40.1程序段 2：AQ0. 1LS5THSSIT1NOF0NOT0NOP0NOP0程序段3：AI0.4二QQ. 3程序段4：ATIAI0.4=L20.0AL20.0AN72二Q0.7AL20.0AN73LS5TU2SSDT2!10P0HOP0WOP 0MOP0程序段 5：AT2LSETS 2 SSDT3NOP0NOP 0NOP0MP0程序段 6:AI0.3=Q0.4程序段 7:A( (010. 20Q0.2)ANI0,4=Q0.2程序段 8:AI0_2二Q0-5程序段 9:AI0.1=Q0.6T1Q0. 1i iS_ODT1 1S