基于PLC的全自動灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計【實用文檔】doc 文檔可直接使用可編輯，歡迎下載 基于PLC的全自動灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計 [摘要］介紹了可編程序控制器（PLC）在節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，系統(tǒng)具有手動灌溉模式,能根據(jù)用戶要求設(shè)定各灌區(qū)的灌溉順序和灌溉時間;同時系統(tǒng)具有自動灌溉模式,通過內(nèi)置程序把濕度傳感器測定的土壤濕度信號輸入到PLC,與土壤最佳含水量對比，進一步控制電機和電磁閥的啟閉;為了減小水泵電機的啟動電流,減輕對電網(wǎng)形成的沖擊,減小能耗，系統(tǒng)啟動采用Y/󰀁啟動。 [關(guān)鍵詞］󰀂ＰＬC;節(jié)水灌溉；土壤濕度;Ｙ/󰀁啟動;自動灌溉控制系統(tǒng) 當前，隨著電氣信息技術(shù)在節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用，發(fā)達國家如美國、以色列、荷蘭、加拿大、澳大利亞等成功開發(fā)了一系列用途廣泛、功能極強的灌溉控制器。而我國在開發(fā)自動灌溉控制系統(tǒng)方面與發(fā)達國家差距較大，還處于研制、試用階段，隨著水資源的日趨緊張及信息技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)不僅具有廣闊的市場前景,而且具有巨大的社會效益［１，2]。 本文以PLC為核心,選用C4０C型可編程控制器來開發(fā)了一套灌溉控制系統(tǒng)，所開發(fā)的控制系統(tǒng)能手動設(shè)置對各輪灌區(qū)定時灌溉,也可以通過土壤濕度傳感器與控制器形成全自動閉環(huán)控制系統(tǒng)。同時為了減少水泵電機啟動電流,減輕對電網(wǎng)形成的沖擊,減小能耗,水泵電機采用Y/󰀁啟動。 1󰀂PLC輸入/輸出點分配及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本文所選用的Ｃ４0C可編程序控制器輸入24點（X0~X２３),輸出16點(Y0～Y15)，帶有RＳ232口及日歷/時鐘功能，供電電源為2４V直流或100～24０V交流，同時可以控制4路A/D、4路D/A。系統(tǒng)可以方便地擴展輸入/輸出口，系統(tǒng)中除濕度傳感器為模擬信號外，其它輸入/輸出信號均為開關(guān)量，ＰＬＣ各個輸入／輸出點分配情況見表1。 根據(jù)灌溉控制系統(tǒng)的要求,系統(tǒng)由PLＣ控制器C40C,直流24V電源，起/停按鈕，數(shù)據(jù)采集器件包括土壤濕度傳感器、雨量傳感器和各類按鈕,執(zhí)行輸出器件包括電磁閥,帶動水泵的電機，報警裝置為報警指示閃爍燈或報警電鈴,同時當系統(tǒng)處于某個工作狀態(tài)時對應(yīng)的指示燈亮,如果在大規(guī)模的灌區(qū)中，要實現(xiàn)集中化管理，可以通過PLC的ＲＳ232口與管理機通信,控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖1。 2󰀂控制系統(tǒng)各部分功能及設(shè)計 控制系統(tǒng)包括電機Y／󰀁啟動，手動控制模式,自動控制模式。因本系統(tǒng)除了濕度傳感器和雨量傳感器輸入為模擬量外，其他輸入/輸出均為數(shù)字量，編程控制器本身的抗干擾能力能滿足要求。PLＣ的容量包括I/Ｏ點數(shù)、用戶存儲器的容量。系統(tǒng)采用FP1可編程控制器專用編程軟件編制梯形圖。 2。１󰀂電機Y/󰀁啟動 系統(tǒng)要求當按下啟動按鈕時，首先電動機運行,帶動水泵抽水。同時系統(tǒng)中電機采用Y／󰀁啟動,啟動時繼電器KMＹ接通。2s后KMY斷開,繼電器KM󰀁接通，即完成Ｙ/󰀁啟動,控制梯形圖見圖2。 。2.２手動灌溉模式 系統(tǒng)具有手動設(shè)定各電磁閥的開啟時間和開啟順序的功能,當某個電磁閥閉合時相應(yīng)的指示燈亮。當雨量傳感器有信號，即下雨時,將停止灌溉，同時雨量報警器報警，本灌溉系統(tǒng)要求為一號灌區(qū)灌溉10miｎ，打開2號灌區(qū)電磁閥灌水5min，然后打開3號灌區(qū)電磁閥灌水1５min，最后停止灌溉。所設(shè)計的控制梯形圖見圖3。 圖3󰀂手動灌溉模式梯形圖 。３󰀂自動灌溉模式 本灌溉控制器能根據(jù)土壤濕度傳感器得到的土壤濕度信號,與設(shè)定的適于作物生長的土壤濕度進行比較,然后決定是否灌溉,自動進行電機與各電磁閥的起閉.在本系統(tǒng)中選用2０00ＹZ型土壤負壓傳感器來測量土壤濕度,測量范圍為負壓值0~—85kPａ，基本上在植物的需水范圍，一般說來,當土壤吸力大于－７0kPａ值,土壤就需要灌水，否則會影響植物的生長,該壓阻傳感器輸出為0-5０mｖ;測量深度為2００mm～２000mm，地面以下部分根據(jù)需要而定，總精度為?2％左右；使用環(huán)境為0~50０！。在小麥拔節(jié)?抽穗期土壤最佳含水量用土壤負壓表示為—50ｋPa～-６0ｋＰa，即當土壤負壓小于—60kＰa時，打開灌水閥門對作物進行灌溉［4]。在該系統(tǒng)中把濕度傳感器得到的土壤濕度信號放入PＬC的數(shù)據(jù)寄存器DT0中,把所設(shè)定的土壤濕度上限值（－50ｋＰa）放入DT４，下限值（-60ｋPa)放入DT2,同時當土壤缺水或適宜時，相應(yīng)的指示燈亮，所對應(yīng)的拔節(jié)?抽穗期自動灌溉程序見圖4。 3󰀂結(jié)語 本文以Ｃ４0C可編程序控制器為核心來構(gòu)建節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，系統(tǒng)具有手動設(shè)定功能，能根據(jù)用戶要求設(shè)定對某一灌區(qū)的灌水時間；系統(tǒng)還具有全自動灌溉功能，能根據(jù)土壤濕度傳感器得到的土壤濕度信號與土壤的最佳濕度值對比，自動做出灌溉計劃；系統(tǒng)采用Y/󰀁變換啟動水泵電機來減少啟動電流,減輕對電網(wǎng)形成的沖擊,減小能耗. 附錄—托普物聯(lián)網(wǎng) 托普物聯(lián)網(wǎng)是浙江托普儀器有限公司旗下的重要項目.浙江托普儀器是國內(nèi)領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)儀器研發(fā)生產(chǎn)商，依據(jù)自身在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)實力，和自主研發(fā)的配套設(shè)備，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域嶄露頭角！ 托普物聯(lián)網(wǎng)以客戶需求為源頭,結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、GＩS信息技術(shù),以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),竭誠為傳統(tǒng)行業(yè)提供信息化、智能化的產(chǎn)品與端到端的解決方案.主要有:大田種植智能解決方案、畜牧養(yǎng)殖管理解決方案、食品安全溯源解決方案、食用菌種植智能化管理解決方案、水產(chǎn)養(yǎng)殖管理解決方案、溫室大棚智能控制解決方案等。 托普物聯(lián)網(wǎng)三大系統(tǒng)產(chǎn)品 我們知道物聯(lián)網(wǎng)主要包括三大層次,即感知層、傳輸層和應(yīng)用層.因此托普物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主要以這三個層次延伸,涵蓋了感知系統(tǒng)（環(huán)境監(jiān)測傳感設(shè)備）、傳輸系統(tǒng)（數(shù)據(jù)傳輸處理網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用系統(tǒng)(終端智能控制平臺。） 托普物聯(lián)網(wǎng)模塊化智能集成系統(tǒng) 托普物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)自身研發(fā)優(yōu)勢,開發(fā)了多種模塊化智能集成系統(tǒng)。 1、傳感模塊：即環(huán)境傳感監(jiān)測系統(tǒng).它依據(jù)各類傳感設(shè)備可以完成整個園區(qū)或完成對異地園區(qū)所需數(shù)據(jù)監(jiān)測的功能。 2、終端模塊:即終端智能控制系統(tǒng)。它可以完成整個園區(qū)或遠程控制異地園區(qū)進行自動灌溉、自動降溫、自動開啟風機,自動補光及遮陽，自動卷簾,自動開窗關(guān)窗，自動液體肥料施肥、自動噴藥等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自動控制。 3、視頻監(jiān)控模塊：即實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要是通過監(jiān)控中心實時得到植物生長信息,在監(jiān)控中心或異地互聯(lián)網(wǎng)上既可隨時看到作物的實時生長狀況。 4、預(yù)警模塊：即遠程植保預(yù)警系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^聲光報警、短信報警、語音報警等方式進行預(yù)警。 ５、溯源模塊：即農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng).該系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品從種植準備階段、種植和培育階段、生長階段、收獲階段等對作物生長環(huán)境、噴藥施肥情況、病蟲害狀況等實施實時信息自動記錄,有據(jù)可查，在儲藏、運輸、銷售階段采用二維碼或者ＲＦID射頻技術(shù)對各個階段數(shù)據(jù)記錄，這樣就能實現(xiàn)消費者拿到農(nóng)產(chǎn)品時通過終端設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)就能查看到各類信息,才能放心食用。 6、作業(yè)模塊:即中央控制室?？赏ㄟ^總控室對整個區(qū)域情況進行監(jiān)測，包括各個區(qū)域采集點參數(shù)、控制作業(yè)狀態(tài)、實時視頻圖像、施肥噴藥狀況、報警信息等。 參考文獻 [１]󰀂張󰀂兵，袁壽其,成󰀂立。國內(nèi)外節(jié)水灌溉自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望。排灌機械,2003（2)：37󰀁41． [２]󰀂張󰀂兵。智能化節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究［D]．鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2０03. [3］󰀂常斗南,李全利,張學(xué)武?？删幊绦蚩刂破髟?#983041;應(yīng)用󰀁試驗[M］.北京:機械工業(yè)出版社，2002. ［4］󰀂Renａt(yī)oSilvｉodａFrotaRiｂeiｒｏ.Fuzzylogｉcbasｅｄauto󰀁mａt(yī)eｄirrｉgatｉonｃontroｌsyｓtemoｐtｉｍｉｚｅdviaｎeuralｎet󰀁ｗorks[A］．AｄissｅｒｔatiｏｎprｅseｎteｄforthePＨＤ．Theu󰀁niversityofTｅnｎessee.Ameｒica，１998：74󰀁83. 電氣工程學(xué)院 設(shè)計題目:水塔水位PLC自動控制系統(tǒng) 系別： 年級專業(yè)： 學(xué)號： 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計》任務(wù)書 課程名稱：電氣控制與ＰLＣ課程設(shè)計 基層教學(xué)單位：電氣工程及自動化系指導(dǎo)教師: 學(xué)號 學(xué)生姓名 （專業(yè)）班級 設(shè)計題目 水塔水位PLC自動控制系統(tǒng) 設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù) 采用PLC構(gòu)成水塔水位電氣控制系統(tǒng).控制要求查閱相關(guān)文獻. 設(shè) 計 要 求 1） 根據(jù)控制要求，進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計,包括PＬC硬件配置電路。 2） 根據(jù)控制要求，編制ＰLC控制程序 3） 按要求編寫設(shè)計說明書并繪制A1幅面圖紙一張。 參 考 資 料 2、圖書館各類期刊文獻相關(guān)數(shù)據(jù)庫 3、相關(guān)電氣設(shè)計手冊 周次 第一周 第二周 應(yīng) 完 成 內(nèi) 容 完成全部方案設(shè)計： 周一、二：查、閱相關(guān)參考資料 周二至周五：方案設(shè)計 周六、日：設(shè)計方案完善 周一、二：完成設(shè)計說明書 周三、四：繪制A１設(shè)計圖紙 周五:答辯考核 指導(dǎo)教 師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 摘要 目前,大量的高位生活用水和工作用水逐漸增多.因此，不少單位自建水塔儲水來解決高層樓房的用水問題。最初,大多用人工進行控制,由于人工無法每時每刻對水位進行準確的定位監(jiān)測,很難準確控制水泵的起停.要么水泵關(guān)停過早，造成水塔缺水;要么關(guān)停過晚，造成水塔溢出，浪費水資源,給用戶造成不便.利用人工控制水位會造成供水時有時無的不穩(wěn)定供水情況.后來，使用水位控制裝置使供水狀況有了改變,但常使用浮標或機械水位控制裝置,由于機械裝置的故障多，可靠性差,給維修帶來很大的麻煩。因此為更好的保證供水的穩(wěn)定性和可靠性,傳統(tǒng)的供水控制方法已難以滿足現(xiàn)在的要求。 本文采用的是三菱FXZN型ＰＬC可編程控制器作為水塔水位自動控制系統(tǒng)核心,對水塔水位自動控制系統(tǒng)的功能性進行了需求分析。主要實現(xiàn)方法是通過傳感器檢測水塔的實際水位,將水位具體信息傳至ＰＬC構(gòu)成的控制模塊,來控制水泵電機的動作，同時顯示水位具體信息,若水位低于或高于某個設(shè)定值時，就會發(fā)出危險報警的信號，最終實現(xiàn)對水塔水位的自動。 關(guān)鍵詞：水位自動控制、三菱ＦX2N、水泵、傳感器 目錄 摘要I 目錄II 第一章緒論1 1。1本課題的選題背景與意義1 １.2可編程邏輯控制器簡述1 第二章水塔水位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計2 2。1基于PLＣ的水塔水位控制系統(tǒng)基本原理２ 2。２水塔水位控制系統(tǒng)要求３ 2。３水塔水位控制系統(tǒng)主電路設(shè)計４ 2.4 系統(tǒng)硬件元器件選擇５ 2。5?。?O口的分配及ＰLＣ外圍接線6 第三章水塔水位系統(tǒng)的PLＣ軟件設(shè)計１０ 3．1 水位控制系統(tǒng)的流程圖１０ 3。２　PＬＣ 控制梯形圖１１ ３．3 水位控制系統(tǒng)的具體工作過程1７ 第四章總結(jié)18 參考文獻１9 第一章緒論 1．1本課題的選題背景與意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、和開關(guān)量等都是常用的主要被控參數(shù).其中，水位控制越來越重要。在社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，水在人們正常生活和生產(chǎn)中起著越來越重要的作用。一旦斷了水，輕則給人民生活帶來極大的不便，重則可能造成嚴重的生產(chǎn)事故及損失。因此給水工程往往成為高層建筑或工礦企業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一.任何時候都能提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓、合格的水質(zhì)是對給水系統(tǒng)提出的基本要求。就目前而言，多數(shù)工業(yè)、生活供水系統(tǒng)都采用水塔、層頂水箱等作為基本儲水設(shè)備，由一級或二級水泵從地下市政水管補給。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺點?？删幊炭刂破?PLC）是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點,目前水位控制的方式被ＰLC控制取代。同時，又有PＩD控制技術(shù)的發(fā)展，因此，如何建立一個可靠安全、又易于維護的給水系統(tǒng)是值得我們研究的課題。 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應(yīng)用中,常常會需要對容器中的液位（水位)進行自動控制。比如自動控制水塔、水池、水槽、鍋爐等容器中的蓄水量,生活中抽水馬桶的自動補水控制、自動電熱水器、電開水機的自動進水控制等。雖然各種水位控制的技術(shù)要求不同，精度不同.但其原理都大同小異。特別是在實際操作系統(tǒng)中,穩(wěn)定、可靠是控制系統(tǒng)的基本要求。因此如何設(shè)計一個精度高、穩(wěn)定性好的水位控制系統(tǒng)就顯得日益重要。采用PLＣ控制技術(shù)能很好的解決以上問題，使水位控制在要求的位置. 1.２可編程邏輯控制器簡述 可編程邏輯控制器簡稱ＰLＣ，是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收微型計算機控制技術(shù)，使之功能不斷增強。逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。PＬC之所以有較強的生命力，在于它更加適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場和市場要求。具有可靠性高、抗干擾能力強、編程方便、價格低、壽命長等特點。 第二章水塔水位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 2．1基于PLC的水塔水位控制系統(tǒng)基本原理 如下圖整個系統(tǒng)由水位傳感器，一臺ＰLC和水泵以及若干部件組成。安裝于水塔上的傳感器將水塔的水位轉(zhuǎn)化成1—5伏的電信號;電信號到達PＬC將控制控制水泵的開關(guān)。水箱水位自動控制系統(tǒng)由PLC核心控制部件高低位水箱的水位檢測電路高低水位信號傳送給PLC水泵電動機控制電路　PＬＣ 控制啟停及主備切換。 圖２—1 基于PLC的供水系統(tǒng)原理框圖 在水塔水位檢測系統(tǒng)中通過液位傳感器將水位信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入PＬＣ中,在通過ＰLC控制水泵的啟動或關(guān)閉。在系統(tǒng)運行中當水為低于最低值時PLＣ將啟動水泵向水塔中加水,當水塔中的水達到最高值時PLC使水泵停止運轉(zhuǎn)即水泵停止向水塔供水。等到水塔水位再次達到控制最低水位時系統(tǒng)再次重復(fù)這個過程. 2。２水塔水位控制系統(tǒng)要求 圖２－2 水塔水位控制裝置圖 １）水塔供水系統(tǒng)的一般裝置如上圖所示，應(yīng)當保持水池的水位在S2~S3之間，當水池水位低于下限液位開關(guān)S3，此時S３為OFＦ，控制電磁閥打開，開始往水池里注水，當10S以后,若水池水位沒有超過水池下限液位開關(guān)S3時，則系統(tǒng)發(fā)出警報;若系統(tǒng)正常運行,此時水池下限液位開關(guān)Ｓ3為ON,表示水位高于下限水位。當液面高于上限水位S2時，則Ｓ2為ON,電磁閥關(guān)閉,同時檢測水池液面是否會超過超上S1處，若超過，則水池水將溢出,S1液位開關(guān)為ON,向PLC發(fā)出信號啟動上限報警,提醒工作人員立即排除故障。 2）保持水塔的水位在S5~S6之間，當水塔水位低于水塔下限水位開關(guān)Ｓ6時，則水塔下限液位開關(guān)S６為ＯFF，則驅(qū)動電機M開始工作，向水塔供水，電機啟動１0秒后，若S６仍舊為OFＦ,則發(fā)出水塔下限無水報警。當S3為ON時,表示水塔水位高于水塔下限水位水泵繼續(xù)抽水給水塔。當水塔液面高于水塔上限水位開關(guān)S5時,則S５為OＮ,水泵停止抽水，同時檢測水塔液面是否會超過超上S4處，若超過，則水塔水將溢出，S４液位開關(guān)為ON，向PLC發(fā)出信號啟動上限報警，提醒工作人員立即排除故障。 3)當水池水位也低于下限水位時，不論水塔水位是否低于下限,電機M都不能啟動. 2．3水塔水位控制系統(tǒng)主電路設(shè)計 圖2—３ 水塔水位控制系統(tǒng)主電路 1）本次設(shè)計使用了兩個水泵,通過程序控制當水塔下限無水且水池下限有水時同時啟動將水池中的水抽向水塔,并通過定時在兩水泵同時運行一段時間后停止其中一個水泵，通過這種工作方式可以在較大地減少用戶缺水的情況,提高了供水的可靠性及效率，同時停止的水泵做為繼續(xù)工作水泵的暗備用，在另一水泵出現(xiàn)故障之后，通過PＬC程序?qū)崿F(xiàn)手動切換，這樣既保證供水系統(tǒng)有備用水泵, 又有效地防止因為備用水長期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，　提高了設(shè)備的綜合利用率,　降低了維護費用,整個供水系統(tǒng)性能得到極大提高. 2)因為本次設(shè)計選用的水泵額定功率較大,初始運行時的起動電流較大,故在主電路中設(shè)置星—三角減壓變換起動電路，以防止起動時的過電流，通過軟件自動實現(xiàn)電路切換,并且設(shè)置互鎖延時程序,防止電路切換時發(fā)生三相短路事故。此外在水泵電機供電回路中通過熱繼電器及熔斷器設(shè)置必要的電機熱保護及過電流保護，保護電機的同時減小電機故障的影響范圍。 ２．４ 系統(tǒng)硬件元器件選擇 1) ＰLＣ的選擇 可編程控制器產(chǎn)品眾多，不同廠家、不同系列、不同型號的PLC,功能和結(jié)構(gòu)均有所不同，但工作原理和組成基本相同.本系統(tǒng)為單體控制系統(tǒng),對控制功能無特殊要求,同時本次設(shè)計所需輸入輸出總點數(shù)介于32點與48點之間,因此選用三菱公司生產(chǎn)的的FX2Ｎ—48MR—001型ＰLC,其具結(jié)構(gòu)緊湊,價格低廉,有極高的性價比，適用于小型控制系統(tǒng)的特點，該型號ＰLC為繼電器輸出型，輸入輸出點數(shù)各為24個點，多余的端子作為備用。 2)水泵的選擇 選擇水泵的一般原則為 １、滿足流量和揚程的要求; 2、水泵機組在長期運行中，水泵工作點的效率最高； 3、按所選的水泵型號和臺數(shù)設(shè)計的水泵站，要求設(shè)備和土建的投資最小； 4、便于操作維修，管理費用少。 而一般的水塔供水系統(tǒng)中水塔高度都在30米以上,所用水泵電機在向水池抽水時消耗的能量較大,同時因兩水泵互為備用,故綜合考慮后將兩水泵電機額定功率都選為1１KW,型號為Ｙ2—1６0Ｌ－６,其重要參數(shù)有額定電流為２4。2３A,額定轉(zhuǎn)速為9７０r/ｍin.水泵揚程為40米,流量為３5立方米/小時. 3)熔斷器的選擇 因為熔斷器熔體電流應(yīng)大于等于兩倍的電機額定電流，因此電動機供電回路選用熔體電流為50A的熔斷器。 4）電子液位位開關(guān)的選擇 因為本次設(shè)計中水池及水塔中各有3處需要檢測水位信號,因此選用歐姆龍公司生產(chǎn)的6１Ｆ-GN –G型電極式液位開關(guān)，該種類型的液位開關(guān)作為電氣性液位檢測方式,被廣泛用于以大廈、集中住宅的上下水道為主及鋼鐵、食品、化學(xué)、藥品、半導(dǎo)體等各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)水、凈水場、污水處理等的液面控制。一旦電極接觸到液體，通過液體可以閉合電路,根據(jù)流過的電流檢知液位控制的動作原理，是以所謂的導(dǎo)電性液體為控制對象的液位開關(guān).進行檢測時，直接檢測液體的電極間電阻，根據(jù)大于或小于已設(shè)定的電阻值，來判斷有無液面,61Ｆ－GN　–Ｇ型電極式液位開關(guān)含有三個電極正好用于本系統(tǒng)水位的檢測，同時其ON電流在4。5ｍＡ以下且ＯFＦ電流１．5mA以下滿足所選PＬC的輸入性能指標，故較為合適. ５）熱繼電器的選擇 因為電機額定電流為24.23A，因此選用JR20－２5/5Ｔ型熱繼電器，整合電流為21—2５A(chǔ). ６）接觸器的選擇 同理,根據(jù)電機額定電流，并查手冊后選擇G20-25型接觸器. ２．５?。?Ｏ口的分配及PＬＣ外圍接線 序號 輸入信號 符號 輸入端子口 1 起動按鈕 SＢ1 X000 2 停止按鈕 SB2 X001 3 手動操作旋鈕 SC１－1 X002 ４ 自動操作旋鈕 SC１-2 Ｘ003 5 水池高水位開關(guān)信號 Ｓ1 X０04 6 水池中水位開關(guān)信號 Ｓ2 Ｘ０05 7 水池低水位開關(guān)信號 S３ X００６ 8 水塔高水位開關(guān)信號 S4 Ｘ０07 ９ 水塔中水位開關(guān)信號 Ｓ5 Ｘ０10 1０ 水塔低水位開關(guān)信號 S６ X011 １1 1#泵手動旋鈕 SC2 X012 12 2#泵手動旋鈕 SC3 X01３ 14 電磁閥手動旋紐 ＳC4 X01４ 15 電動機熱保護報警 KA1 X015 16 報警確認旋鈕 SC５ Ｘ0１6 1） 　PLC的輸入接口分配表 2) 　ＰLC的輸出接口分配表 序號 輸出信號 符號 輸入端子口 1 １＃泵接觸器1 KM1 Y000 2 2＃泵接觸器1 KM２ Y00１ ３ 水池高水位指示燈 HL1 Y002 4 水池中水位指示燈 ＨＬ２ Y003 5 水池低水位指示燈 ＨL3 Y０0４ ６ 水塔高水位指示燈 HL4 Y0０5 ７ 水塔中水位指示燈 ＨL５ Y０06 8 水塔低水位指示燈 HL６ Y0０7 9 電磁閥繼電器 KA2 Y0１0 10 電機熱保護報警指示燈 HL７ Ｙ011 11 水池高水位報警 HL８ Y012 12 水池低水位報警 HＬ9 Y013 14 水塔高水位報警 HL10 Ｙ014 1５ 水塔低水位報警 HL11 Y０１5 1６ 1#泵接觸器２ KM3 Ｙ016 17 1＃泵接觸器３ KM4 Y０1７ 18 2＃泵接觸器2 KM５ Y020 1９ 2＃泵接觸器３ KM6 Y０21 　3)水塔水位控制器外觀圖如下 圖2-４　 水塔水位控制器外觀圖 4）系統(tǒng)I/O硬件接線圖 根據(jù)PLＣ輸入、輸出點地址分配表，水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖如下: 圖２—5 　　 PＬＣ外部接線圖 第三章水塔水位系統(tǒng)的PLC軟件設(shè)計 3．１ 水位控制系統(tǒng)的流程圖 3．2 PLC 控制梯形圖 本次設(shè)計PＬC梯形圖如下所示 各段程序功能如下： 1）系統(tǒng)啟動停止程序 2）手動模式自動模式選擇程序 3)液位顯示程序 4）水池、水塔超上限報警及電機過熱報警程序 5）電磁閥控制及水池無水報警程序 ６)電機M1控制程序 ７)電機M2控制程序 8)水塔無水報警程序 3．3 水位控制系統(tǒng)的具體工作過程 假設(shè)系統(tǒng)初始運行時水塔、水池中都完全無水,６個液位指示燈全滅。系統(tǒng)啟動后程序的執(zhí)行是,先由PLC判斷操作人員選擇的是手動操作還是自動操作,若為手動操作，則由工作人員由控制按鈕自行選擇兩個水泵電機以及電磁閥的開啟與關(guān)閉,當其中一個電機出現(xiàn)故障時工作人員可方便地自行切換電機。 若選擇自動操作,則水池為液位低于水池下限位時，電磁閥打開,開始往水池里進水，如果進水超過10S，而水池液位沒有超過水池下限位,說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會自動報警.若10S內(nèi)水池液位按預(yù)定的超過水池下限位，說明系統(tǒng)在正常的工作,水池下限位的指示燈HL3亮。此時，水池的液位已經(jīng)超過了下限位了,系統(tǒng)檢測到此信號時,由于水塔液位低于水塔水位下限，電機Ｍ1及Ｍ2開始同時工作并在兩電機開啟后1０秒并延時2秒后實現(xiàn)星形電路與三角形電路的切換,電機全壓運行向水塔供水,當水池的液位超過水池上限液位時，水池上限指示燈HL2亮，電磁閥就關(guān)閉，同時時時檢測水池液位是否超過超上限，若超過，則發(fā)出超上限報警,水泵電機開啟后定時10S，若水塔下限液位開關(guān)無信號輸入，則發(fā)出水塔無水報警，水塔下限有水后，水塔下限液位指示燈亮，水泵繼續(xù)供水給水塔，同時時時檢測水塔超上限液位開關(guān)是否有信號輸入,若有，則啟動水塔水位超上限報警，當兩水泵一起運行半小時后,水泵電機M２停止，另一水泵繼續(xù)工作，直至水池水位低于下限或者水塔水位高于上限,若水泵因水池水位低于下限而停止，則在自動工作的模式下重復(fù)以上工作過程直到水泵因水塔水位高于上限而停止，至此系統(tǒng)的整個工作過程結(jié)束。 第四章總結(jié) 通過本次的課程設(shè)計,我受益匪淺，也感觸良多?？梢哉f是對以前學(xué)習的知識的挑戰(zhàn)與突破。在對這個設(shè)計的材料的搜索進行獨立搜索時,對于辦公軟件的應(yīng)用有了進一步的提高.同時在對搜集的材料進行整核,結(jié)合所學(xué)理論知識，以及實際應(yīng)用操作的情況下,提高了實際操作和獨立解決問題的能力。 通過這次設(shè)計實踐.讓我更熟練的掌握了三菱的ＰL