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水塔水位控制系统PLC设计
1、水塔水位控制系统PLC硬件设计
、水塔水位控制系统设计要求
水塔水位控制装置如图1-1所示
S1---表示水塔的水位上限,
S2---表示水塔的水位下限,
S3---表示水池水位上限,
S4---表示水池水位下限,
M1为抽水电机,Y为水阀。
图1-1水塔水位控制装置
水塔水位的工作方式:
当水池液位低于下限液位开关S4,S4此时为ON,水阀Y打开(Y为ON),
开始往水池里注水,定时器开始定时,4秒以后,若水池液位没有超过水池下限
液位开关时(S4还不为OFF),则系统发出报警(阀Y指示灯闪烁),表示阀Y
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没有进水,出现故障;若系统正常,此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位
高于下限水位。当水位液面高于上限水位,则S3为ON,阀Y关闭(Y为OFF)。
当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔下限水位时(水塔下限水位开关S2
为ON),电机M开始工作,向水塔供水,当S2为OFF时,表示水塔水位高于
水塔下限水位。当水塔液面高于水塔上限水位时(水塔上限水位开关S1为OFF),
电机M停止。(注:当水塔水位低于下限水位,同时水池水位也低于下限水位
时,水泵不能启动)
水塔水位控制系统主电路如图1-2所示:
L1L2L3
SQ
FU
KM
FR
M
3~
图1-2水塔水位控制系统主电路
、I/O接口分配
水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配如表1-1所示。
表1-1水塔水位控制系统PLC的I/O接口分配表
符号地址绝对地址数据类型说明
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、水塔水位控制系统的I/O接线图
这是一个单体控制小系统,没有特殊的控制要求,它有5个开关量,开关量
输出触点数有8个,输入、输出触点数共有13个,只需选用一般中小型控制器
即可。据此,可以对输入、输出点作出地址分配,水塔水位控制系统的I/O接线
图如图1-3所示。
1M~220V
图1-3水塔水位控制系统的I/O接线图
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2、水塔水位控制系统PLC软件设计
水塔水位控制系统的PLC控制流程图,根据设计要求,控制流程图如图2-1
所示。
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开始
否
水池水位低于下
限吗?
是
电磁阀打开
否4S后水池水位高
报警
于下限吗?
是
水池继续进水
水塔水位低于否
下限吗?
水池水位高于上限
是
水泵起动,给水塔供水
电磁阀关闭
水塔水位高于下限
水塔水位高于上限水池水位低于下限
水泵停止
结束
图2-1水塔水位控制系统的PLC控制流程图
梯形图编程语言是一种图形化编程语言,它沿用了传统的继电接触器控制中
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的触点、线圈、串并联等术语和图形符号,与传统的继电器控制原理电路图非常
相似,但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令,它比较直观、形象,对于那
些熟悉继电器一接触器控制系统的人来说,易被接受。继电器梯形图多半适用于
比较简单的控制功能的编程,绝大多数PLC用户都首选使用梯形图编程。
梯形图编程的一般规则有:
(1)梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每一个逻辑行起始于左母
线然后是触点的各种连接,最后是线圈或线圈与右母线相连,整个图形呈阶梯形。
梯形图所使用的元件编号地址必须在所使用PLC的有效X围内。
(2)梯形图是PLC形象化的编程方式,其左右两侧母线并不接任何电源,
因而图中各支路也没有真实的电流流过。但为了读图方便,常用“有电流”、“得
电”等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件,它仅仅是概念上
虚拟的“电流”,而且认为它只能由左向右单方向流;层次的改变也只能自上而下。
(3)梯形图中的继电器实质上是变量存储器中的位触发器,相应某位触发
器为“1态”,表示该继电器线圈通电,其动合触点闭合,动断触点打开,反之
为“O态”。梯形图中继电器的线圈又是广义的,除了输出继电器、内部继电器
线圈外,还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及各种比较、
运算的结果。
(4)梯形图XX息流程从左到右,继电器线圈应与右母线直接相连,线圈
的右边不能有触点,而左边必须有触点。
(5)继电器线圈在一个程序中不能重复使用:而继电器的触点,编程中可以
重复使用,且使用次数不受限制。
(6)PLC在解算用户逻辑时,是按照梯形图由上而下、从左到右的先后顺
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序逐步进行的,即按扫描方式顺序执行程序,不存在几条并列支路同时动作,这
在设计梯形图时,可以减少许多有约束关系的联锁电路,从而使电路设计大大简
化。所以,由梯形图编写指令程序时,应遵循自上而下、从左到右的顺序,梯形
图中的每个符号对应于一条指令,一条指令为一个步序。当PLC运行时,用户
程序中有众多的操作需要去执行,但CPU是不能同时去执行多个操作的,它只
能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。这种分时操作的过程称为CPU对程
序的扫描。扫描从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始,在无中断或
跳转控制的情况下,按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序,也就是顺序逐条
执行用户程序,直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期,然后再
从头开始扫描,并周而复始。根据控制要求,设计的梯形图程序如图2-2所示。
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图2-2水塔水位控制系统梯形图
设水塔、水池初始状态都为空着的,4个液位指示灯全亮。当执行程序时,
扫描到水池为液位低于水池下限液位时,电磁阀打开,开始往水池里进水,如果
进水超过4秒,而水池液位没有超过水池下限位,说明系统出现故障,系统就会
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自动报警。若4秒之后水池液位按预定的超过水池下限位,说明系统在正常的工
作,水池下限位的指示灯灭,此时,水池的液位已经超过了下限位了,系统检测
到此信号时,由于水塔液位低于水塔水位下限,水泵开始工作,向水塔供水,当
水池的液位超过水池上限液位时,水池上限指示灯灭,电磁阀就关闭,但是水塔
现在还没有装满,可此时水塔液位已经超过水塔下限水位,则水塔下限指示灯灭,
水泵继续工作,在水池抽水向水塔供水,水塔抽满时,水塔液位超过水塔上限,
水塔上限指示灯灭,但刚刚给水塔供水的时候,水泵已经把水池的水抽走了,此
时水塔液位已经低于水池上限,水池上限指示灯亮。此次给水塔供水完成。
、梯形图对应的指令表
程序段1:
程序段2:
程序段3:
程序段4:
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程序段5:
程序段6:
程序段7:
程序段8:
程序段9:
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-.可修编.