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基于PLC的污水坑水位控制系统设计
摘 要
PLC（可编程逻辑控制器）是一种基于数字计算机技术、专为工业环境下应用而设计的电子系统。它具有功能强大、使用可靠、维修简便等许多优点。由于可编程序控制器安全性高、功能完善、性能稳定、应用广泛，因此，污水坑水位控制系统中的控制部分采用可编程序控制器来控制。在本系统中，采用西门子S7-200型PLC控制潜水泵的起停，其中PLC选用DC24V输入、DC24V继电器输出。污水坑水位控制系统的操作方式分为手动方式和自动方式。本课题主要任务是自动控制方式部分，用4个水位开关检测污水坑的水位，PLC根据水位情况控制潜水泵的起停。该设计中采用4台潜水泵循环工作方式取代了通常的3用1备工作方式，更加合理的分配了潜水泵的起停，提高了每台潜水泵的利用率，避免了电动机的频繁启动，对电动机的保护也更加完善。最后通过编程实现自动控制。
关键词：水位控制，潜水泵，PLC
鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 基于PLC的排水系统控制设计 第 II 页
The Design of Sewage Pit Water Level Control System Based on PLC
Abstract
PLC (programmable logic controller) is one kind of electronic system based on technology of digital computer, and designed specially for using in industrial environment. It has many merits such as powerful function, reliable use and easy-mending. With the rapid development of microelectronic and computer technology, PLC has widely used in industrial control area. Because the PLC is safe, stable, reliable, and applied widely, the PLC is used as the controller for the sewage pit water level control system. In this system, using Simens S7-200 PLC to control the start and stop of diving pumps, in which PLC selects DC24V of input, DC24V relay of outputs, and has DC24V voltage-stabilized source. The sewage pit water level control system operating mode divides into the manual way and automatic way. This topic primary mission is the automatic control way, with 4 water level switch examining sewage pit water level, PLC according to the water level situation control the start and stop of diving pumps. To instead of past method which three pumps is working and one is for ready, the new cycle work method is applied in this design. It makes the start and stop of the diving pumps more reasonable. And at the same time, it makes the diving pumps work more efficiently and avoids to start the electric motors frequently. So the electric motor can be better protected. At the end the LAD program of the sewage pit water level control system is provided.
Key words：water level control, diving pumps, PLC
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目 录
摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................................... II 1 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 PLC的现状与趋势 .......................................................................................................... 1 1.2 PLC的特点与应用 .......................................................................................................... 1 1.3 PLC与其它工业控制系统的比较 .................................................................................. 3 1.3.1 与集散控制系统的比较 ........................................................................................... 3 1.3.2 与工业微机控制系统的比较 ................................................................................... 3 1.4 变频调速技术的特点 ...................................................................................................... 4 1.5 设计的主要任务 .............................................................................................................. 4 2 可编程序控制器概述 ............................................................................................................ 6 2.1 可编程控制器的工作方式 .............................................................................................. 6 2.1.1 可编程控制器的工作原理 ....................................................................................... 6 2.1.2 可编程控制器的扫描周期 ....................................................................................... 8 2.2 编程软件的简介和梯形图的设计方法 ........................................................................ 10 3 污水坑水位控制设计 .......................................................................................................... 12 3.1 原控制系统设计方案 .................................................................................................... 12 3.2 控制系统的改造设计方案 ............................................................................................ 12 4 控制系统硬件选择和程序设计 .......................................................................................... 15 4.1 PLC的选型 .................................................................................................................... 15 4.2 S7-200型PLC的特点 ................................................................................................... 15 4.3 输入、输出点的确定 .................................................................................................... 15 4.4 控制系统程序设计 ........................................................................................................ 15 4.4.1 控制系统的自动控制方式工作过程 ..................................................................... 15 4.4.2 程序设计框图 ......................................................................................................... 21 4.4.3 程序设计梯形图 ..................................................................................................... 21 结 论 ...................................................................................................................................... 23 致 谢 ...................................................................................................................................... 24
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参考文献 .................................................................................................................................. 25 附录A Introduction of Programmable Controllers ............................................................... 26 附录B 可编程序控制器介绍 .............................................................................................. 31 附录C PLC程序设计梯形图 ................................................................................................ 1
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1 绪论
1.1 PLC的现状与趋势
国际电工委员会(IEC)1987年2月将可编程控制器定义为：“可编程控制器”是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计[1]。
现代的PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，而且还具有AID, DIA转换，数值计算和数据处理等功能。因此，它即可对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制；即可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制一个生产过程。PLC还具有通讯联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。用户只需根据控制的规模和要求，合理选择PLC型号和硬件配置，就可以组成所需的控制系统。在发达的工业国家，PLC己经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻工、纺织、交通运输、环保以及文化娱乐等各行各业，成为工业控制的标准设备。国外专家预言，作为工业自动化的三大技术支柱(PLC技术、机器人、计算机辅助设计的分析)之一的PLC技术，将跃居主导地位[2]。 1.2 PLC的特点与应用
早期的PLC的特点是结构紧凑(一般功能都集中在一个机笼或盒子中实现)、功能简单(一般只实现一台加工设备的顺序逻辑控制功能)、速度快、采用专用处理器技术、可靠性高、价格低。但随着微型计算机技术的发展和IPC技术与开放软件技术的发展，PLC也在不断提高自己的性能并不断扩展自己的应用领域。当今的PLC具有以下特点:
1、功能丰富
当今的PLC己不再限于完成顺序逻辑控制功能。多数的PLC采用通用的高性能处理器(有的PLC采用Pentium处理器，有的采用Alpha处理器芯片等)，采用实时多任务操作系统，在保证快速完成顺序逻辑运算的前提下，普遍增加了回路调节功能，代数计算功能等。当今的PLC己经走出了原来的设备逻辑控制应用领域，而向DCS的应用领
基于PLC的排水系统控制设计-毕业论文
