水塔水位控制系統(tǒng)

1、過程控制項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：水塔水位控制系統(tǒng)院 系：電氣信息項(xiàng)目系專業(yè)： 電氣項(xiàng)目及其自動(dòng)化2018年10月10日過程控制項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)報(bào)告一、選題目的和意義：水塔水位控制系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng)，傳統(tǒng)供水系統(tǒng)大多采用水塔、高位水箱或氣壓罐式增壓設(shè)備，用水泵以高出實(shí)際用水高度的揚(yáng)程來 提升”水量，其結(jié)果增大了水泵的軸功率和能耗?，F(xiàn)研究設(shè)計(jì)的水塔水位控制系統(tǒng)采用 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泵無級(jí)調(diào)速。依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn) 行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。供水是一個(gè)關(guān)系國計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提 高，對城市

2、供水提出了更高的要求，要滿足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全保證充足供水，如果仍然沿用人工方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須進(jìn)行水 塔水位控制自動(dòng)化系統(tǒng)的改造。因?yàn)楫?dāng)前可編程序控制器（PLC技術(shù)已日趨成熟,因而考慮利用它來實(shí)現(xiàn)水塔/水箱供水控制。多年來，可編程控制器 簡稱PLC）從其 產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯 到存儲(chǔ)邏輯的飛躍，今天的 PLC在處理模擬量、數(shù) 字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò) 的各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流 控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用?？删幊炭刂破鳎≒LC是以計(jì)算接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗

3、高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC的程序編制，不需要專門的 計(jì)算機(jī)編程語言知機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。因其高可靠性和較高的性價(jià)現(xiàn)無人值守，提高了供水質(zhì)量學(xué)生姓名任務(wù)分工學(xué)生姓名任務(wù)分工、主要研究內(nèi)容：1. 如何利用PLC實(shí)現(xiàn)對水塔水位自動(dòng)控制；2. 設(shè)計(jì)一基于組態(tài)王的水塔水位控制系統(tǒng)的模擬裝置；3. 如何利用組態(tài)王與PL（有效連接，控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控水塔水位的變化三、設(shè)計(jì)的方法及步驟：一、有關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.水塔水位控制系統(tǒng)的控制裝置設(shè)計(jì)水塔上限液位 水塔水池水塔水位控制裝置在原始狀態(tài)的情況下 既水塔和水池都沒水），

4、水池上限 Q0.4和水池下限Q0.3 指示燈及水塔上限Q0.6和水塔下限Q0.5指示燈都是亮著的。當(dāng)扳上開關(guān)按鈕 I0.0 的時(shí)候，電磁閥Q0.1開始工作，當(dāng)水流流到水池下限位I0.4時(shí)，既4秒之后，如果水池下限指示燈 Q0.3仍然亮著，這個(gè)時(shí)候電磁閥指示燈Q0.7 一閃一閃，表示電磁閥Q0.1出了故障停止工作，系統(tǒng)開始報(bào)警。當(dāng)水池下限指示燈Q0.3不亮的時(shí)候，水池水位開始往上升，同時(shí)水泵Q0.2動(dòng)作，開始往水塔里抽水。當(dāng)水位到水塔下限位I0.2時(shí)，這時(shí)水塔下限指示燈 Q0.5不亮。同時(shí)水池水位繼續(xù)往上升， 當(dāng)上升到水池上限位 Q0.3時(shí)，既水池灌滿水之后，此時(shí)電磁閥Q0.1不動(dòng)作。水泵Q0.

5、2繼續(xù)往水塔抽水，抽水的同時(shí)水池的水位會(huì)下降，當(dāng)下降到水池上限位Q0.4以下時(shí)，此時(shí)水池上限指示燈I0.3變亮，而水塔的水位往上升。當(dāng)上升到水塔上 限位.10.1時(shí)，水塔上限指示燈 Q0.6不亮。此時(shí)電磁閥 Q0.1動(dòng)作，當(dāng)水池灌滿水 之后結(jié)束。2.水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)（1建立組態(tài)王新項(xiàng)目要建立新的組態(tài)王項(xiàng)目，請首先為項(xiàng)目指定工作目錄或稱“項(xiàng)目路徑”）?！敖M態(tài)王”用工作目錄標(biāo)識(shí)項(xiàng)目，不同的項(xiàng)目應(yīng)置于不同的目錄。工作目錄下的文 件由“組態(tài)王”自動(dòng)管理。啟動(dòng)“組態(tài)王”項(xiàng)目管理器 vProjMa nager），選擇菜單“文件 新建項(xiàng)目”或 單擊“新建”按鈕，彈出如左圖所示。單擊“下一步”

6、繼續(xù)。彈出“新建項(xiàng)目向?qū)еυ捒颉?，如圖右所示。Ini雌工輪單擊嚇-密C 勒的囲髀?lián)?quot;取滬二嬴:上1方下1歩皿1卑湄X新建項(xiàng)目向?qū)б?新建項(xiàng)目向?qū)Ф陧?xiàng)目路徑文本框中輸入一個(gè)有效的項(xiàng)目路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個(gè)有效的路徑。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建項(xiàng)目向?qū)е龑υ捒颉?，如圖所示。在項(xiàng)目名稱文本框中輸入項(xiàng)目的名稱，該項(xiàng)目名稱同時(shí)將被作為當(dāng)前項(xiàng)目的路徑名稱。在項(xiàng)目描述文本框中輸入對該項(xiàng)目的描述文字。項(xiàng)目名稱長度應(yīng)小于32個(gè)字節(jié)，項(xiàng)目描述長度應(yīng)小于 40個(gè)字節(jié)。單擊“完成”完成項(xiàng)目的新建。系統(tǒng)會(huì)彈 出對話框，詢問用戶是否將新建項(xiàng)目設(shè)為當(dāng)前項(xiàng)目，如圖所示

7、。新建工掛向?qū)三工稈名舞和描述輸人新酗狙惑王工毘名稱和工程肯述.新建項(xiàng)目向?qū)欠裨O(shè)為當(dāng)前項(xiàng)目對話框單擊“否”按鈕，則新建項(xiàng)目不是項(xiàng)目管理器的當(dāng)前項(xiàng)目，如果要將該項(xiàng)目設(shè)為新建項(xiàng)目，還要執(zhí)行“文件 設(shè)為當(dāng)前項(xiàng)目”命令；單擊“是”按鈕，則將新建 的項(xiàng)目設(shè)為組態(tài)王的當(dāng)前項(xiàng)目。定義的項(xiàng)目信息會(huì)出現(xiàn)在項(xiàng)目管理器的信息表格 中。雙擊該信息條或單擊“開發(fā)”按鈕或選擇菜單“工具切換到開發(fā)系統(tǒng)”，進(jìn)入組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)(2創(chuàng)建組態(tài)畫面繼續(xù)上節(jié)的項(xiàng)目，進(jìn)入新建的組態(tài)王項(xiàng)目，選擇項(xiàng)目瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng) “文件 畫面”，在項(xiàng)目瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出對話框如 圖所示。在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，

8、如leipeng，其它屬性目前不用更改。點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。如圖所示新建畫面組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)式單擊下一歩 諸®蘇生產(chǎn)廠泉設(shè)魯珈生產(chǎn)廠親：西門芋設(shè)營呂稱：硏TOO靈列逋盛述：FPI(3定義10設(shè)備繼續(xù)上節(jié)的項(xiàng)目。選擇項(xiàng)目瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“設(shè)備 COM1，在項(xiàng)目瀏覽器 右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，運(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А?，如圖 3-9所示選擇“ S7-200系列”的“ PPI”項(xiàng)，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向 導(dǎo)”，如圖所示。設(shè)備趕向?qū)a(chǎn)廠孤設(shè)備碌邊訊方式岡尉配置向忌-邏齢豫x可日立4王二吏+.松下自西門孑4瞬列曲K自由口MRS nn 通訊栄 自曲口4 ST

9、-300慕和v.”.工|導(dǎo)”，如圖所示。為設(shè)備選擇連接串口，假設(shè)為C0M1單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，如圖所示。逐韋配置向?qū)б贿x擇串口號(hào)|x| OE向?qū)б灰辉O(shè)薔地址霞直盅南在這一古*詩曲要煞的聶備拎定地址.Lin（上一歩血|下-歩®取消設(shè)備配置向?qū)O(shè)備配置向?qū)奶顚懺O(shè)備地址為2,單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，如圖所示。設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù)（一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，如圖所示。通信蚩疲U使用動(dòng)懣憂論當(dāng)設(shè)毎出現(xiàn)漁荷砸對.設(shè)定恢復(fù)策略:&長恢貝吋間岡設(shè)洛安荃向尿一一惜息更站£上1歩叫下一歩（E）I 取梢 |士

10、歩憶爲(wèi)隘暑設(shè)備配置向?qū)逶O(shè)備配置向?qū)Я垯z查各項(xiàng)設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成”。設(shè)備定義完成后，可以在項(xiàng)目瀏覽器的右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“PLC。在定義數(shù)據(jù)庫變量時(shí)，只要把 I0變量連結(jié)到這臺(tái)設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù) 據(jù)了。二、實(shí)驗(yàn)步驟1.水塔水位控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)選取水塔水位控制系統(tǒng)的主電路，確定該系統(tǒng)的PLC的I/O端口分配，連接系統(tǒng)的I/O設(shè)備，按要求確定系統(tǒng)的控制流程圖，編寫控制程序，最后與硬件連接并 調(diào)試，直至硬件正常運(yùn)行2.水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)畫面設(shè)計(jì)首先建立組態(tài)王項(xiàng)目名程為“水塔水位控制系統(tǒng)”的新項(xiàng)目，再創(chuàng)建組態(tài)畫面，并在圖庫管理器中畫出該系統(tǒng)的靜態(tài)畫面，定義I

11、/O設(shè)備（假設(shè)仿真PLC連接在計(jì)算機(jī)的COM1 口,確定變量類型，并構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 自動(dòng)開關(guān)1、自動(dòng)開關(guān)2、自動(dòng)開 關(guān)3、自動(dòng)開關(guān)4、al、a2、a3、a4、a5、水泵運(yùn)行、電池閥、水池液位、水塔液 位、水流1、水流2、水流3、水流4、水流5、水流6），之后建立動(dòng)畫連接 各個(gè) 圖素動(dòng)畫連接設(shè)備，并在畫面命令語言中編寫程序），最后PLC與組態(tài)連接并運(yùn)行。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 相關(guān)原理框圖）：一）水塔水位控制系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì)1. 水塔水位控制系統(tǒng)的I/O 口分配首先先確定該系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)，在該系統(tǒng)里面共有5個(gè)輸入信號(hào)和7個(gè)輸出信號(hào)，具體分配如下所示輸入：控制開關(guān)：I0.0水塔下限位：IO.2水池下限位：IO

12、.4輸出：電磁閥：Q0.1水池下限指示燈水塔下限指示燈 報(bào)警指示燈：2. 水塔水位主電路水塔水位控制系統(tǒng)中水泵的主電路圖如圖所示水塔上限位：I0.1水池上限位：I0.3al: Q0.3a3: Q0.5Q0.7水泵：Q0.2水池上限指示燈a2: Q0.4水塔上限指示燈a4: Q0.6水泵主電路3.水塔水位控制系統(tǒng)的I/O設(shè)備這是一個(gè)單體控制小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，它有5個(gè)開關(guān)量，開關(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，可以對輸入、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HL1HL2HL3HL4水塔4.水塔水位控制系統(tǒng)的梯形圖梯形圖程

13、序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語 言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語言 采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí) 中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序 設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由 這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯形圖 程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；與原 有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對電氣技術(shù)人

14、員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)，因此我 們制作了一個(gè)水塔水位控制系統(tǒng)的梯形圖如圖所示 。2-4水塔水5.水塔水位控制系統(tǒng)的流程圖 水塔水位控制系統(tǒng)的流程圖如圖所示O Q0.1A I0.3=Q0.1Network 2LD Q0.1TON T37, 40Network 3LD I0.4=Q0.3Network 4LD T37A I0.4LPSAN T38=Q0.7LPPAN T39TON T38, 10Network 5LD T38TON T39, 10Network 6LD I0.3=Q0.4Network 7LD I0.2O Q0.2A I0.1AN I0.4=Q0.2Network 8LD I0.2

15、A Q0.6=Q0.5Network 9LD I0.1=Q0.6（二 > 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)王設(shè)計(jì)1.建立組態(tài)畫面水塔水位控制系統(tǒng)主界而水塔F =盧3聲 EF To li訓(xùn)血閃用-I1 *水泵水池電艇閥畑II* If才靜態(tài)組態(tài)王水塔水位控制畫面2. 本設(shè)計(jì)中使用仿真PLC和組態(tài)王通信。仿真 PLC可以模擬PLC為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。假設(shè)仿真PLC連接在計(jì)算機(jī)的COM口 .設(shè)備定義完成后，可以在項(xiàng)目瀏覽器的右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“PLC。在定義數(shù)據(jù)庫變量時(shí)，只要把 10變量連結(jié)到這臺(tái)設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù) 據(jù)了。3. 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫選擇項(xiàng)目瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)詞典”，在項(xiàng)目瀏覽

16、器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對話框，分別定義：自動(dòng)開關(guān)1、自動(dòng)開關(guān)2、自動(dòng)開關(guān)3、自動(dòng)開關(guān)4、al、a2、a3、a4、a5、水泵、電池閥、水池液位、水塔液位、水流1、水流2、水流3、水流4、水流5、水流6o唸疥泉還f=I/OSJK23plu歳IM11/024plu唸J&示抵吾內(nèi)片賽電23©擁警燈“覚at/OSffi：26P 費(fèi)歡洗1円杼3理27血楓沆2為存迴U2S血水沆g內(nèi)?T5F51!29內(nèi)存理型3031內(nèi)有呼半3213 11/033pie1/0 S1K14pht/osE®：35比f/Oiififfi?.3&口匚I/QrSttZ37玨

17、平墻*位內(nèi)?T5FEJ3&心朋如位內(nèi)存導(dǎo)51!39I/OFtZ40pltr唸亙動(dòng)開芫1I/OSBZ41pie険目勸幵關(guān)21/0 S1K42Pie唇目動(dòng)幵卻1/OffiK43ph費(fèi)呂:it）幵拒4i/CSm44-p抵45P1曲!曲？宜內(nèi)甘逛）47©雀動(dòng)百令比48Q0.2MO.D匚 oirnm rr3 4 5 & 7 1 L f r ) 辭4. 命令語言組態(tài)王的命令語言包括：畫面命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言、事件命令語言、熱鍵命令語言何自定義函數(shù)命令語言。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)使用應(yīng)用程序命令語言。如圖所示。RPh$7W黔miss »?.SjL.K.啟翎宜詢|也1也|打開命令

18、語言下的應(yīng)用程序命令語言，選擇存在時(shí)，輸入如下完整的代碼。本站點(diǎn)啟動(dòng)=1>本站點(diǎn)a3=1。本站點(diǎn)a4=1 o本站點(diǎn)a仁1。本站點(diǎn)a2=1。本站點(diǎn)a5=0。自動(dòng)開關(guān)3=1本站點(diǎn) 自動(dòng)開關(guān)1=1。本站點(diǎn) 自動(dòng)開關(guān)2=1。 本站點(diǎn)本站點(diǎn) 自動(dòng)開關(guān)4=1。本站點(diǎn)電磁閥=1>本站點(diǎn)a5=1。本站點(diǎn) 水流本站點(diǎn) 水流1+1。本站點(diǎn)水流本站點(diǎn)水流2+1。本站點(diǎn)水池水位本站點(diǎn)水池水位+1。本站點(diǎn)水池水位本站點(diǎn)自動(dòng)開關(guān)仁0。本站點(diǎn)水池水位本站點(diǎn)水泵運(yùn)行=1。本站點(diǎn)水池水位本站點(diǎn)a1=0。 本站點(diǎn)本站點(diǎn)水池水位本站點(diǎn)a2=0。本站點(diǎn)a5=0。本站點(diǎn)水流仁0。本站點(diǎn)水流2=0。本站點(diǎn)$秒>2>本站點(diǎn)a1=1 o 本站點(diǎn)$秒本站點(diǎn)本站點(diǎn)$秒>2>自動(dòng)開關(guān)1=1o 本站點(diǎn)$秒>=2>水塔水位<100>本站點(diǎn)水池水位>=100>本站點(diǎn)電磁閥=0o 本站點(diǎn)水池水位=100。本站點(diǎn)水泵運(yùn)行=1>本站點(diǎn)水流 本站點(diǎn)水流4+1o本站點(diǎn)水流 本站點(diǎn)水流5+1o本站點(diǎn)水塔水位 本站點(diǎn)本站點(diǎn)水池水位 本站點(diǎn)本站點(diǎn)水流4=0