基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统，通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。
该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。
本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个水箱液位控制系统。
PLC作为控制器，能够实现对水位的监测、控制和保护。
首先，本设计将使用传感器来监测水箱的液位。
液位传感器将放置在水箱内部，在不同的液位位置测量水的高度。
传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。
PLC将读取并处理传感器的信号，得到水箱的液位信息。
其次，PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。
当水箱的液位低于一定的阈值时，PLC将启动水泵，从水源处将水注入到水箱中。
当液位达到一定的高度时，PLC将关闭水泵，停止水的注入。
通过控制水泵的启动和停止，系统可以实现自动补水，从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。
此外，本系统还将具备一定的保护功能。
当水箱液位过高或过低时，PLC将触发报警装置，以便及时采取措施解决问题。
同时，系统将设置相应的安全控制，以防止水泵出现过载或短路等故障。
为了实现PLC控制系统的功能，本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。
程序将根据液位传感器的输入信号，进行逻辑判断和控制指令的输出。
同时，本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接，以实现实际的控制功能。
最后，本设计将进行系统的仿真和调试。
通过模拟真实的液位变化情况，测试系统的控制性能和稳定性。
在确保系统正常运行的前提下，对系统进行各项性能指标的测试和评估。
通过该毕业设计的实施，我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法，提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。
同时，通过该设计的完成，也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。
PLC水箱液位控制系统毕业设计
PLC水箱液位控制系统毕业设计PLC水箱液位控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
这个系统可以应用于各种场景，比如工业生产中的水箱液位控制、建筑物的水池液位控制等。
在本篇文章中，将详细介绍PLC水箱液位控制系统的设计和实现。
首先，我们需要对PLC水箱液位控制系统的硬件进行设计。
其中包括传感器模块、执行器模块和PLC控制器。
传感器模块用于监测水箱中的液位，可以选择合适的液位传感器，如浮球开关、超声波传感器等。
执行器模块用于控制水箱中的液位，可以选择水泵或阀门等执行器。
PLC控制器用于接收传感器模块的信号，根据预设的控制策略来控制执行器模块的工作。
同时，还需要考虑电源模块、通信模块等其他辅助模块。
接下来，我们需要对PLC水箱液位控制系统的软件进行设计。
PLC控制器通常使用Ladder Diagram（梯形图）进行编程。
在本设计中，我们可以根据液位传感器的信号来控制执行器的开关。
当液位低于一定阈值时，PLC控制器可以启动水泵或打开阀门，以增加水箱中的液位。
当液位高于一定阈值时，PLC控制器可以停止水泵或关闭阀门，以减少水箱中的液位。
同时，我们还可以增加一些安全措施，如设置最大液位和最小液位报警，当液位超出范围时，PLC控制器可以发出警报信号或采取相应的措施。
在实际应用中，我们还可以通过人机界面（HMI）来对PLC水箱液位控制系统进行监控和操作。
通过HMI，我们可以实时查看水箱中的液位，修改控制策略，记录操作日志等。
同时，我们还可以将PLC水箱液位控制系统与上位机进行通信，实现远程监控和控制。
最后，我们需要对PLC水箱液位控制系统进行实验验证。
在实验中，我们可以模拟不同的液位情况，观察PLC控制器的响应和执行器的工作情况。
通过实验，我们可以测试系统的稳定性、精度和可靠性，并对系统进行优化和改进。
总结而言，PLC水箱液位控制系统是一种自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文摘要：本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一种液位控制系统，该系统能够实时监测液位，并根据设定值进行液位控制。
本文详细介绍了该系统的硬件设计、软件设计以及系统测试，并对系统的性能进行了评估和分析。
实验结果表明，该液位控制系统能够稳定可靠地实现对液位的控制。
关键词：PLC；液位控制；硬件设计；软件设计；系统测试1.引言液位控制是工业中常见的一种控制过程。
在各种工业领域，如化工、能源、水利等，在液位控制方面都有较高的需求。
随着自动化技术的不断发展，PLC技术成为液位控制的一个重要工具。
2.系统硬件设计在本系统硬件设计中，我们采用了PLC、液位传感器、电磁阀等关键元件。
PLC作为控制中心，接收传感器的信号，根据设定值来控制电磁阀的开启和关闭。
液位传感器负责实时监测液位的变化，并将信号传输给PLC。
电磁阀根据PLC的指令来控制液位的增减。
3.系统软件设计在本系统软件设计中，我们使用了PLC编程语言来实现液位控制的逻辑。
首先，我们定义了PLC的输入和输出信号，然后根据设定的逻辑进行编程。
具体来说，当液位高于设定值时，PLC会关闭电磁阀，减少液位的上升；当液位低于设定值时，PLC会打开电磁阀，增加液位的下降。
通过循环执行这些逻辑，系统可以实现对液位的控制。
4.系统测试为了验证系统的可行性和性能，我们进行了一系列的测试。
首先，我们针对液位控制器的输入输出进行了测试，确保其正常工作。
然后，我们使用液位泵和液位计进行了实际测试，记录了系统在不同液位变化条件下的性能。
实验结果表明，该液位控制系统具有良好的稳定性和可靠性。
5.结果和分析通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：该液位控制系统能够满足不同液位变化条件下的控制需求；系统响应速度较快，能够在短时间内完成液位的调整；系统具有良好的稳定性，能够稳定地维持设定的液位。
6.结论本文基于PLC技术设计了一种液位控制系统，并进行了详细的硬件设计、软件设计和系统测试。
毕业设计-基于plc的液位控制系统
因此工业生产中离不开PLC,是没有争议的。目前中国PLC市场本土品牌几乎没有,最受国人青睐的品牌有三菱、欧姆龙、西门子、罗克韦尔、施耐德、GE-Fanuc等国际知名公司。大中型PLC欧美品牌市场份额最大，小型PLC日本品牌也实力雄厚，另外，中国台湾与韩国也有一小部分市场。
网络化、微型化、电脑化和开放性是PLC未来发展的主要趋势.在PLC自动化的最初时期,其体积庞大而且价格不菲。但近些年以来,微型PLC（小于32 I/O口）已经问世，价格也只有几百美元.现如今我们使用PLC的同时还要必须使用单独的监控组态软件作为辅助工具，PLC以后的发展趋势就是在自身的系统里自带有与自身硬件相匹配的监控组态软件，这样会更受到广大用户的喜欢,也更符合市场的需求，也是新的商机，更是一种趋势。
西门子S7-1200PLC水箱水位控制程序案例
西门子S7-1200PLC水箱水位控制程序案例先说明一下案例的控制要求：1、该控制项目为水箱水位控制系统，系统中一共有3隔水箱，每隔水箱抖音一个液位传感器、输出的信号为0~10V电压信号，检测液位的高度为0~3m，液位为0.2m时为低液位，液位为2.5时为高液位。
2、每个水箱有三个进水阀和三个出水阀，进水阀分别是Y1、Y3、Y5，出水阀分别是Y2、Y4、Y6，每个水箱都有出水阀开和出水阀关两个按钮，出水阀开按钮分别是SB1、SB3、SB5，出水阀关按钮分别是SB2、SB4、SB6。
3、我们通过按SB1SB3SB5可以分别对各个水箱进行防水操作，顺序是随机的，当系统检测到水箱的“空”信号时，系统会自动打开水箱进水阀进行注水，当检测到水箱“满”信号时停止进水。
水箱注水和水箱放空的顺序是相同的，而且每次只能对一个水箱进行注水的操作。
首先进行IO分配：IO分配好之后根据IO分配的点进行接线即可，还需注意液位传感器需要接到模拟量输入模块，一共有三个液位传感器，那么可以选择SM1231 AI04的模块，分别接到通道1、通道2、通道3即可。
PLC控制程序设计：（案例源程序获取，请看文末）1、首先进行硬件组态、配置模拟量模块的参数（案例源程序获取，请看文末）我们选用CPU1214C DC/DC/DC型号的PLC，此外因为需要对三个水箱的水位进行采集，要使用到模拟量输入模块，我们选用的是SM1231 AI04模块，设备组态配置图如下图。
因为使用到了模拟量模块，还需要设置相应的模拟量输入信号的参数。
根据液位继电器的输出信号类型进行配置，我们配置测量类型为电压，电压范围是正负10V，滤波为4个周期，启用溢出诊断和下溢诊断。
通道0对应的地址是IW96，通道1对应的地址是IW98，通道2对应的地址是IW100。
2、编写模拟量处理程序模拟量转换程序，是用来把采集到的模拟量信号转换成实际的液位，并将它与低液位和高液位做比较，从而输出是否达到低液位信号和高液位信号。
西门子S7-1200多液体混合控制系统PLC课程设计报告
山东交通学院电控与PLC 课程设计报告院(部)别信息科学与电气工程学院班级电气学号姓名指导教师时间2017.12.11--2017.12.22课程设计任务书题目多液体混合控制系统学院信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级电气学生姓名学号12 月11 日至12 月22 日共 2 周指导教师(签字)院长(主任) (签字)2017 年12 月20 日一、设计内容及要求1 基础题..1.1 天塔之光1.2PLC控制电机正反转2 组合题PLC 实现多液体自动混合控制2.1 总体控制要求：如面板图所示，本装置为三种液体混合模拟装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、C 阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4，搅匀电机M，加热器H，温度传感器T 组成。
实现三种液体的混合，搅匀，加热等功能。
三相异步电动机与搅拌电机同步运转、停止。
2.2 打开“启动”开关，装置投入运行时。
首先液体A、B、C 阀门关闭，混合液阀门打开10 秒将容器放空后关闭。
然后液体 A 阀门打开，液体 A 流入容器。
当液面到达SL3时，SL3接通，关闭液体 A 阀门，打开液体 B 阀门。
液面到达SL2 时，关闭液体 B 阀门，打开液体 C 阀门。
液面到达SL1时，关闭液体 C 阀门。
2.3 搅匀电机开始搅匀、加热器开始加热。
当混合液体在7 秒内达到设定温度，加热器停止加热，搅匀电机工作7 秒后停止搅动；当混合液体加热7 秒后还没有达到设定温度，加热器继续加热，当混合液达到设定的温度时，加热器停止加热，搅匀电机停止工作。
2.4 搅匀结束以后，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再经过N 秒，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
2.5 关闭“启动”开关，在当前的混合液处理完毕后，停止操作。
2.6 数码管显示加热器加热时间。
2.7PLC 某DA 输出端，每个3V，循环输出1V、3V、5V。
基于PLC的液位控制系统设计
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位控制系统的硬件组成
计算机液位控制系统电路图如图所示。在本控制系统中、用计算机实现控 制算法, PLC控制系统带有A/D模块SM331和D/A模块SM332。电动调节阀作为 执行机构。
控制系统硬件电路连接图
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位变送器 : 采用液位变送器 BP800采用工业用的扩散硅压力变送器， 含不绣钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补 偿 。压力传感器用来对上水箱和下水箱的液位进行检测，变送器为二 线制，故工作时需串接24VDC电源 。
电动调节阀 : 采用智能型电动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。。 电动调节阀号为: QSVP-16K。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、 推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作 方便等优点，控制信号为4—20mADC或1—5VDC，输出4—2OmADC的阀位信 号，使用和校正非常方便。
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基于PLC的液位控制系统设计
建立数学模型
被控对象的数学模型 :
将Q1作为被控过程的输入变量，h为其输出变量，则该被控过程的数学模型 就是h与Q1之间的数学表达式。根据动态物料平衡关系有:
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基于PLC的液位控制系统设计
表示为增量形式:
式中: ΔQ1，ΔQ2，Δh分别为偏离某一平衡状态的增量；A为水箱截 面积。
基于PLC的液位控制系统设计
本文设计的主要目的是控制下水箱的液位。使下水箱的 液位在某一比较小的范围变化。
研究对象是双容水箱的串级系统。 液位控制系统的组成：
控制器 电动调节阀 上水箱、下水箱 液位变送器等 电动调节阀用于调节上水箱的进水量大小，液位变送器 用于检测上水箱和下水箱的液位。控制器的输出量用于控制 调节阀的开度。
基于S71200和触摸屏的水箱水位监控设计
宜宾职业技术学院毕业论文（设计）基于S7-1200和触摸屏的水箱水位监控系统设计系部电子信息与控制工程系专业名称电气自动化班级电气11402 班姓名蒋漓学号201411035指导教师张强2016年10 月5 日摘要近几十年来，自动控制系统已被广泛使用，在其研究与发展上也趋于完备，而控制监控的概念更是应用在许多生活周围的事物。
在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位水位的控制监控问题，液位控制监控系统已是一般工业界所不可缺少，而在人们的日生活中，水箱水位大多没能实现自动控制，水箱水位的高低大多水电管理人员进行控制，造成了不必要的人力和资源的浪费为了解决这一问题所以有了本设计。
本设计以触摸屏控制为核心，其硬件由SIEMENS S7-1200PLC为核心与软件编程相结合，达到水箱水位的监控，通过触摸屏设计来实现题目的要求，系统由触摸屏，仿真软件，PLC等组成。
关键词：触摸屏；水箱水位；PLC。
AbstractIn recent decades, the automatic control system has been widely used in its research and development, tend to be complete, the concept of monitoring and control is used in many life surroundings. In people's life and industrial production, and many other areas often involve the problem of water level control of liquid level monitoring, liquid level control monitoring system is essential to general industry, and in People's Daily life, the tank water level mostly failed to achieve automatic control, the water tank water level height mostly hydropower management control, causing unnecessary waste of manpower and resources to solve this problem with this design. This design with touch screen control as the core, its hardware consists of SIEMENS S7-1200 PLC as the core combined with software programming, to achieve the water tank water level monitoring, through the touch screen design to realize the subject requirements, system consists of touch screen, simulation software, PLC, etc.Key words:touch screen; water level; PLC.1 引言PLC(Programmable Logieal Controller)通常称为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
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基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计
重庆科技学院
摘要
水箱液位控制系统是一种用于监测、控制水箱液位的自动化设备。
它通过搭
载传感器、控制器和执行机构等组件，实现对水箱液位的实时监控和自动控制。
通常，水箱液位控制系统由传感器，控制器，执行机构。
水箱液位控制系统的使
用范围广泛，包括建筑物、工业生产、农业灌溉、城市给排水和环保等领域。
它
具有结构简单、安装方便、实时性强等特点，该系统能够提高水资源的利用效率、减少用水浪费和防止水源的污染。
本文基于S7-1200 PLC实现水箱液位控制系统设计。
该系统由硬件和软件两
部分组成，硬件包括PLC、人机界面触摸屏、传感器、执行器等；软件实现传感
器数据处理、PID稳态控制、安全等功能；
关键词：液位控制 PLC PID 传感器
重庆科技学院本科生毕业设
计 3
水箱液位控制系统硬件设计
1绪论
在工业领域，几乎在各个行业都会或多或少的涉及到液位的检测等问题，然
而液位变量具有延迟滞后性，参数不稳定，复杂多变等问题，因此，这就需要本
文采取更为精确的控制器去实现液位变量的检测。
传统控制具有很多缺陷：比如
精度低、速度慢、灵敏度低等。
一个稳定的液位系统，可以保证安全可靠的工业
生产、高效的生产效率、充分合理的利用能源等，大大提高了工业生产的经济价值。
日益激烈的市场竞争，要求本文的控制技术必须更加先进，此前的控制技术
已落伍，显然无法满足需求，这种对先进技术的需求加速了可编程逻辑控制器的问世。
引入PLC控制器后，能够使控制系统变得更集中、有效、及时。
2水箱液位控制总体方案设计
2.1水箱液位控制系统实际应用特征
水箱液位控制系统是一种广泛应用于水箱的自动化控制系统，常见于民用和工业领域。
实际应用中，水箱液位控制系统具有以下特征：
①实时性强：系统能够实时检测水箱内的液位信息，并根据液位变化及时控制水泵的启停，保证水位稳定。
②可靠性高：系统通过各类安全措施确保水泵的正常启停，不会出现过量或不足的水位情况，避免因为水位变化带来的安全隐患。
③操作简单：系统通过程序自动化实现液位的监测和控制，具有操作简单、方便等优点。
④维修及时：系统能够记录和输出故障信息、警告或报警信号，一旦出现故障，及时提醒并维修，确保系统的可持续运行。
⑤适应性强：系统可根据不同类型的水泵及不同容量的水箱进行调节，满足不同场景的需求。
总之，水箱液位控制系统实际应用具有实时性强、可靠性高、操作简单等优点，能够满足不同领域的需求。
2.2水箱液位控制需要解决的问题及方法
水箱液位控制是一个复杂的过程，其中涉及到许多关键问题。
下面将介绍几个需要解决的关键问题及解决方式：
①传感器选择与校准
选择合适的液位传感器对于液位控制非常关键。
需要根据水箱的尺寸、介质、液体类型和所需精度来选择传感器，同时也需要进行传感器的校准，以确保其精
度和准确性。
②控制算法选择与优化
液位控制的核心是控制算法的选择和优化。
需要根据所需精度、控制的速度
和灵敏度的要求，选择合适的控制算法，例如PID控制算法。
然后通过参数优化
来优化算法，以达到更好的控制效果。
③控制信号输出稳定性
控制信号输出的稳定性是液位控制的关键。
需要通过采用电磁阀、电机和其
他执行器，控制水流的速度和方向，保证输出的稳定性和精度。
④控制参数的调整和监控
液位控制的参数调整和监控是关键的步骤。
通过监控系统的液位变化数据，
可以对控制算法的控制参数进行实时的调整，以实现更好的控制效果。
⑤系统故障检测和故障处理
在液位控制过程中，可能会出现各种故障，例如传感器损坏、电磁阀故障等等。
需要在系统中加入故障检测功能，并通过合理的故障处理策略来进行处理，
以保证控制系统的可靠性和稳定性。
总之，水箱液位控制需要解决传感器选择与校准、控制算法选择与优化、控
制信号输出稳定性、控制参数的调整和监控，以及系统故障检测和故障处理等关
键问题。
通过合理的解决方式，可以实现更加高效稳定的液位控制。
2.3水箱液位控制系统工艺分析
水箱液位控制系统主要部分就是两个完全相同水箱。
第一个水箱即为被控水箱，其内部的储液量即为被控对象，第二个水箱与第一个完全相同，称作储水箱，用于储存从被控水箱抽出或将要输入被控水箱的液体。
水箱之间通过进水电磁阀、
排水电磁阀和电动执行器等设备进行连接。
自动模式时，当设定液位大于实际液位，进水阀2跟排水阀2同时打开，抽水泵打开，电动执行器开始工作，从储存
水箱中抽水，直到被控水箱达到设定的液位值，然后进水阀2和排水阀2关闭，
抽水泵和电动执行器停止工作。
当设定液位小于实际液位，排水阀1和进水阀1
打开，开始从被控水箱中排水到储存水箱，当实际液位跟设定液位相同时，排水
阀1和进水阀1关闭。
当实际液位等于设定液位时，排水系统和抽水系统不工作。
当手动模式时，就自己手动打开全部阀门、抽水泵和电动执行器阀门开度，自己
操作抽水还是排水。
3水箱液位控制系统硬件设计
3.1系统硬件设计
水箱液位系统硬件功能模块通常包括传感器、控制器、执行器等模块，下面
分别介绍它们的主要功能和特点：
①传感器：液位传感器通常通过在水箱中安装传感器，实时检测并测量水位
高度，并将信息以电信号的形式传输到控制器。
液位传感器具有反应速度快、精
度高、可靠性好等特点。
②控制器：水箱液位系统的控制器负责分析液位传感器所传输的信息，并根
据不同情况控制执行器。
控制器通常还具有数据存储功能，可记录液位变化情况
并进行数据分析和处理。
③执行器：执行器一般是水泵或其他管道控制部件，通常是由控制器控制其
开启或关闭，以实现对水箱液位的控制。
执行器有动作迅速、可靠性高、控制准
确等特点。
3.2系统硬件选型
S7-1200系列基础上选则S7-1214AC/DC/RLY型号为主控制器，它是西门子公
司推出的一款基于S7-1200系列的PLC控制器。
它具有双倍速度的处理器和多个
数字和模拟输入输出端口，支持多种通信协议和扩展模块的接入，且自带电源，
可减少电源成本。
同时，该控制器还配备了8路继电器输出，可用于驱动各种设
备的操作，广泛应用于自动化控制、机械制造、过程控制等领域。
因此，可以将
S7-1214AC/DC/RLY简要描述为一款高性能、多功能、可靠性强的PLC控制器。
两个水箱：一个是储存水箱，一个是控制液位水箱。
使用的水箱是一种常见
的水箱类型，主要用于存储和供应水源，并通过液位控制系统控制水位高度。
选
用的是南京力宁塑料桶，材质PE牛筋料，高度77cm底部直径71cm，容量300L。
重庆科技学院本科生毕业设
计 7
总结与展望
4总结
水箱液位控制系统是一种将传感器、控制器、执行器、控制策略和人机界面
等元件相互协调地结合起来，实现水箱内液位自动控制的系统。
水箱液位控制系
统已经广泛应用于水处理、工业和民用水供等领域，其设计和控制策略的优化将
直接影响到系统的可靠性、经济性和安全性。
下面从几个方面总结和展望水箱液
位控制系统：
重庆科技学院本科生毕业设
计
参考文献
参考文献
[1]基于PLC的水箱液位实训项目开发[J]. 杨海;朱文玉;杨扬.通讯世
界,2017(09)
[2]基于PLC的双容水箱液位自抗扰控制[J]. 孟亚男;张振怀.吉林化工学院
学报,2022(07)
[3]基于PLC水箱液位控制系统设计[J]. 张昆鹏;尚亚锐;王泽.电气传动自动化,2019(03)。