PLC水塔水位控制系统
安康学院可编程逻辑控制PLC设计报告书
课题名称：水塔水位自动控制系统
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学号：
院系：
专业：
指导教师：
时间：
设计项目成绩评定表
一、设计任务及要求：
1、设计任务：
设计一个水塔水位自动控制系统。
2、要求：
1 当水塔水位低于低水位界（S
2 为ON表示）且水池水位高于水池低水位（S4
为OFF表示）时，水泵M工作，水塔进水。
2 当水塔水位高于水塔高水位界（S1为ON表示），水泵M关闭。
3 当水池水位低于低水位界（S4为ON表示）时，水泵M也将关闭，电磁
阀Y打开，于是进水（S4为表示水位高于水池低水位界）。
4 当水位高于水池高水位界（S3为ON表示），电磁阀关闭。
指导教师签名：
年月日二、指导教师评语：
该生致力于水塔水位自动控制系统的设计，思路清晰严谨，方法独特创新，该报告重点突出，内容丰富，结构合理，资料详实。
指导教师签名：
年月日三、成绩评定：
指导教师签名：
年月日四、系部意见：
系部盖章：
年月日
设计报告书目录
一、设计目的 (1)
二、设计思路 (1)
三、设计过程 (1)
3.1、系统论证 (1)
3.2、模块设计 (3)
四、系统结果 (5)
五、课程设计体会与建议 (6)
5.1、设计体会 (6)
5.2、设计建议 (6)
六、参考文献 (6)
一、设计目的
1、了解PLC实验箱结构及其接线方法。
2、利用PLC构成水塔水位自动控制系统。
3、了解自动控制原理在日常生活中的应用
4、熟悉水塔自动控制系统的设计与制作。
二、设计思路
1、按水塔水位的控制要求，设计PLC外部电路；
2、连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；
3、输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；
4、运行用户程序，观察程序运行结果。
三、设计过程
水塔水位控制系统是我国住宅小区、工厂企业广泛应用的供水系统。为了达到节能的目的,提高供水系统的质量,考虑采用可编程控制器(PLC)、继电器、传感器技术和数据采集,设计一套实用水位控制方案,使系统实现自动控制,以提高控制精度、可靠性和供水质量。并通过模拟仿真来验证程序编写的正确性。
3.1、系统方案
其工作原理为：按下启动按钮，当水槽水位低于下限，补水阀答开。高于上限时，补水阀关闭，同时，当水塔水位低于下限时，并且水槽水位高于下限时，抽水泵打开，当水塔水位高于上限时，抽水泵关闭。
水塔自动控制总体方框图如图1所示：
图 1 总体控制方框图
开始
水池水位低于下
限吗？
否
电磁阀打开
4S 后水池水位高于下限吗？
报警
否
是
水池继续进水
水池水位高于上限
电磁阀关闭
水塔水位低于下
限吗？
水泵启动、给水塔供水
水塔水位高于下限
是
结束
3.2、模块设计
水塔水位模拟图如图2
所示：
图2 水塔水位模拟图
该电路完成两个功能：一是为水池补水；二是为水塔注水。 I/O 分配表如表1所示：
表1 I/O 分配表
工作过程：1）初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF ）。 （2）控制要求：本装置上电后，按动启动按钮，电动阀Y 通电（Y 为ON ）水箱开始注水，水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON ），水箱水
输入继电器
输入变量名 输出继电器
输出变量名 X0 控制开关 Y0 电磁阀 X1 水塔上限液位开关 Y1 电动机M
X2 水塔下限液位开关 X3 水池下限液位开关 X4
水池上限液位开关
位达到S3高度(水满)时，液位开关S3闭合（S3为ON）→注水电动阀Y断电（Y为OFF），水箱停止注水。此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3＝OFF）复位，随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFF）→电动阀Y再次通电（Y为ON）水箱(自动)注水，水位达到S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在S3～S4之间。
当水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S2时（液位开关S2为OFF）→水泵电动机M开始运行，向水塔抽水。当液面达到最高液位开关S1时→水塔电机M停止抽水（M为OFF）；循环控制使得水塔水位自动保持在S1～S2之间变化。
则梯形图如图3所示：:
图3 梯形图
它的实验指令表如下图图4所示：
图4 指令表
四、系统结果
编写调试水塔水位自动控制电路检查无误后连接实验箱后启动开关，分别调试每一步，看各个部分是否满足设计要求。当水塔水位低于低水位界（S2 为ON 表示）且水池水位高于水池低水位（S4为OFF表示）时，水泵M工作，水塔进水。当水塔水位高于水塔高水位界（S1为ON表示），水泵M关闭。当水池水位低于低水位界（S4为ON表示）时，水泵M也将关闭，电磁阀Y打开，于是进水（S4为表示水位高于水池低水位界）。当水位高于水池高水位界（S3为ON表示），电磁阀关闭。
五、课程设计体会与建议
5.1、设计体会
通过这次对水塔水位自动控制系统的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于水位自动控制的基本原理与设计理念，要设计一个PLC 电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。俗话说“坐而言不如立而行”，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。通过这次学习，让我深刻的体会到自动控制原理在生活中的实际应用无处不在，所以说，我更要努力好好学习钻研自动编程方面的知识，理论结合实践，。
5.2、设计建议
我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做自动控制电路的资料、原理，可以提供相关视频，这样会有助于我们更直观、更清楚，能够更快、更好的完成设计。
六、参考文献
[1] 吕景泉. 《可编程控制技术教程》. 北京：高等教育出版社，1999年；
[2] 陈在平.《可编程序控制器技术与应用系统设计》. 北京：机械工业出版社，2002
[3] 宫淑贞 .《可编程控制器原理及应用》. 北京：人民邮电出版社，2002
[4] 方承远 .《电气控制原理与设计》. 北京：机械工业出版社，2000
[5] 汤以范 .《电气与可编程序控制器技术》. 北京：机械工业出版社
[6]钟肇新彭侃 .《可编程序控制器原理及应用》. 广州：华南理工大学出版社，2007年