S100实验指导书1 SIEMENS液位控制

1、过程控制传感器实平台（S100） 实验指导书适用于大中专职业院校和高等院校实训室建设需要，针对性培养学生传感器应用能力烟台工程职业技术学院-机电工程系目 录目 录0一、系统概述1二、系统组成11.储/蓄水箱12.水管管件13.检测系统14.执行器系统15.PLC控制模块与上位机组态16.电源与按钮组模块17.接线操作模块1三、操作与维护11.操作流程12、日常维护1四、随机附件明细表11.随机附件明细表12.工具箱明细表13.元件说明书1五、实验步骤索引1附件1【S100电气BOM单】1附件2【S100线号表】1附件3【S100接线对照表】1附件4【S100程序流程图】1一、 系统概述本系统以

2、工业过程控制为设计蓝本；系统包含了PLC控制系统、储/实训水箱、水管管件、检测系统、执行器系统等模块。利用各类工业检测装置及执行器实现对水温、液位、流量、压力四大热工参数的控制实训。在具备PLC编程、安全配线、组态、电气调试、管路搭建、变频调速、可控硅调压控制的同时，重点突出流体过程控制传感器的配线、信号转换、变送、采集、PID控制、组态控制的主要实训功能。系统涵盖了扩散硅压力变送器、超声波非接触式液位变送器、涡轮式流量传感器、PT100温度变送器、磁浮球液位开关等常用传感器，覆盖开关量、模拟量、脉冲等三种信号类别。除此之外系统还可扩展安全配线、多种实训模式切换功能。该系统适用于大中专职业院校

3、和高等院校实训室建设需要；针对性培养学生传感器应用能力的实训设备；并且以典型工业控制项目为导向，体现压力/流量/温度/液位检测与控制项目。二、 系统组成过程控制传感器实训平台采用模块化设计，其中包括：【储/蓄水箱】、【水管管件】、【检测系统】、【执行器系统】、【PLC控制模块与上位机组态】、【电源与按钮组模块】、【接线操作模块】1. 储/蓄水箱蓄水箱储水箱l 功能或工艺过程储水箱：位于下水位，配有水位标识，用于为实训水箱供水、上水位溢流回收、和温度控制。蓄水箱：位于上水位，配有水位标识，用于液位测量和控制实训的实施。l 技术参数水箱容积20L、水箱高度350mm、水箱材质进口亚克力、水箱颜色透

4、明。2. 水管管件内牙直接弯通T型三通PVC水管截止阀内牙直接l 功能或工艺过程用于管路的搭建；包含（内牙直接、外牙直接、弯通、T型三通、截止阀、PVC水管）。l 技术参数管件颜色黑色、水管颜色灰色、螺纹制式英制1/2英寸（圆柱管螺纹、圆锥管螺纹）。3. 检测系统压力变送器温度变送器流量变送器 液位开关液位变送器l 功能或工艺过程用于检测管路压力、管路流量、液位高度、液体温度、上下水位报警，并将采集信号输出至控制器。l 技术参数压力变送器：扩散硅式、量程0-1bar、精度0.5级、模拟量420mA输出。液位变送器：超声波非接触式、量程501200mm、精度1级、模拟量420mA输出。流量传感器

5、：涡轮式、量程3.838LPM、精度0.5级、脉冲输出。温度变送器：PT100热电阻式、带数显仪表、量程0100ºC、精度1级、模拟量420mA输出。液位开关：磁浮球式、开关量。4. 执行器系统磁力泵变频器电动球阀调压模块电磁阀加热管l 功能或工艺过程根据控制器指令执行如调整加热管功率、调节电动球阀开度、电磁阀开关、调节三相磁力泵频率等工作。l 技术参数磁力泵变频调速：功率0.37KW、排量20LPM。电动球阀开度调节：1/2内螺纹、工作电压24VDC/AC、控制输入010V、开度范围090º。加热管可控硅调压：工作电压AC220V、功率1000W、调压控制输入010V。电

6、磁阀开关：1/2内螺纹、额定电压、DC24V、不锈钢阀芯。5. PLC控制模块与上位机组态模拟量模块（EM 231 CN）S7-200PLC（CPU 226 CN）模拟量模块（EM 232 CN）高压接线端子 低压接线端子l 技术参数西门子226CPU、EM231模拟量输入模块、EM232模拟量输出模块、MCGS组态、远程端子台。6. 电源与按钮组模块DC24V开关电源交流电压表总电开关按钮组DC24V电压指示灯DC24V电源开关带盖电源插孔l 技术参数22按钮（启动按钮、停止按钮、复位按钮、急停按钮）、DC24V（100W）开关电源、总电开关、DC24V电源开关、0450V电压表、DC24V

7、电压指示灯、三孔带盖电源插孔、信号塔（56mm、三层、常亮型、DC24V、红绿黄三色、桌面安装）。7. 接线操作模块PLC接线端子被控接线端子电源接线端子多模式切换选择开关模式状态指示灯l 技术参数：“多模式切换选择开关功能”。3安全插孔。3安全导线。L=800mm。A. 模式一：运行模式；自动激活控制台柜，使其无需完成配线模块直接控制被控部分。B. 模式二：接线模式，此时控制部分与被控完全断开，并且未上电，再次模式下进行配线连接，并检查配线结果。C. 模式三：调试模式；可激活实训台柜，检验系统电源（DC24V）、控制信号连接正确性，准确无误可控制被控部分。三、 操作与维护1. 操作流程 清除

8、所有设备上的训练导线 将“模式转换开关”切换至“运行模式” 给系统供电（220V、24V） 检查用电设备供电情况 检查储水箱水量（标准水位250mm） 电动阀上电后会自动复位（初始状态默认为全开启） 将“模式转换开关”切换至“训练模式”，进行接线实训 检查无误后，再将“模式转换开关”切换至“调试模式” 下载程序 在组态上选择实验项目（压力、流量、液位、温度） 按下启动按钮，系统开始运行 按下停止按钮，系统停止运行 重新启动设备前，先按下复位按钮，使程序内部参数复位2、日常维护 实验用水：使用干净的自来水进行实验，发现污垢后要及时更换实验用水。 储/蓄水箱：要定期用抹布清洁水箱内壁。 桌面清洁：

9、平时注意清理设备上的尘土。 配件管理：平时要保管好实验柜的钥匙、安全导线、测量工件、以及设备相关资料。四、 随机附件明细表1. 随机附件明细表序号类别名称数量单位1A安全导线(Ø3、800mm)60根2AS7-200编程电缆1根3A工具箱及配套工具（附明细）1套4B出厂检验合格证1份5B过程控制传感器实训平台实验指导书1份6B过程控制传感器实训平台元器件说明书（附明细）1份7C过程控制传感器实训平台全资料（附明细）1张注：A=配件；B=资料；C=光盘2. 工具箱明细表序号名称数量单位1烙铁（30W）1把2十字改锥（小）1把3一字改锥（大）1把4一字改锥（小）1把5偏口钳子1把6尖嘴钳

10、子1把7内六角扳手1套8剥线钳1把3. 元件说明书序号版本名称数量单位1英文版压力传感器511.9110031411份2英文版超声波传感器LU05-50011份3英文版涡轮流量计3-2100-1H1份4中文版温度变送器ST-WZ1PB206S1份5中文版功率调整模块TPR-2N1份6英文版电动调节球阀VBN2+N100101份4. 光盘明细序号名称刻录内容数量单位1过程控制传感器实训平台全资料S100运行程序；S100组态画面；过程控制传感器实训平台实验指导书；S7-200安装软件；MCGS安装软件；OPC安装软件MCGS培训教程；S7-200可编程控制器系统手册；MM420变频器手册1张五、

11、 实验步骤索引步 骤内 容参 考步骤1对设备选型、元件规格、参数进行了解。附件1【S100电气BOM单】步骤2根据元件实际安装情况定义线号分配表。附件2【S100线号表】步骤3根据线号表绘制设备电路原理图。附件3【S100电路原理图】步骤4按照原理图完成电路、气路连接（训练模式）。附件4【S100接线对照表】步骤5检查无误后，设备上电（调试模式）。 步骤6设计设备运动过程，并参照线号表编写程序流程图。附件5【S100程序流程图】步骤7根据程序流程图中要求、编写PLC程序。附件6【S100运行程序】步骤8进行PLC程序调试，对机械结构进行调整。步骤9绘制组态画面，进行变量连接。附件7【S100组

12、态画面】步骤10实现上位机与控制器的通讯，利用组态画面实时监控系统运行状态。附件7【S100组态画面】步骤11教师考核。附件1【S100电气BOM单】子件品号货品名称-品牌规格/参数数量单位DQCG03000033中央处理单元-SIEMENS型号：CPU 226 CN DC/DC/DC；IO特性：24DI/16DO；通信功能：2个RS485接口1台DQCG03000042模拟量输入模块-SIEMENS型号：EM 231 CN；IO特性：4路12位输入；适用机型：S7-200系列PLC1个DQCG03000008编程通讯电缆-SIEMENS连接形式：DB9；连接协议：PC/PPI；长度：3M；适

13、用机型：S7-200系列PLC1根DQCG03000039模拟量输出模块 -SIEMENS型号：EM 232 CN；IO特性：2路12位输出；适用机型：S7-200系列PLC2个DQCG04000176变频器-SIEMENS型号：MM420；额定电压：单相，220V；额定功率：0.55KW，0.75HP，3A1个DQCG04000179BOP 基本操作板-SIEMENS适用机型：西门子MM系列变频器1个DQCG04000156继电器座-Weidmuller用于DRM270024L继电器，DIN导轨安装2个DQCG04000159继电器-Weidmuller控制电压：DC24V（带灯）；触点：2

14、NO+2NC；负载：10A，AC250V；安装：底座2个DQCG04000009指示灯-ABB类型：22，LED；颜色：绿色；额定电压：AC/DC24V1个DQCG04000011指示灯-ABB类型：22，LED；颜色：红色；额定电压：AC/DC24V1个DQCG04000013指示灯-ABB类型：22，LED；颜色：黄色；额定电压：AC/DC24V1个DQCG04000068钥匙选择开关-ABB类型：22；三位置；自锁型；三位置均可钥匙；触点：2NO1 个DQCG04000098剩余电流动作断路器-ABB极数：2；额定电压：AC400V；额定电流：25A；分断能力：6KA；额定剩余电流：10

15、0mA；脱扣特性：C1 个DQCG04000033按钮-ABB类型：22，平钮，复位型，不带灯型；颜色：绿色；触点：1NO1 个DQCG04000036按钮-ABB类型：22，平钮，复位型，不带灯型；颜色：红色；触点：1NO1 个DQCG04000041按钮-ABB类型：22，平钮，复位型，不带灯型；颜色：黄色；触点：1NO1 个DQCG04000062急停按钮-ABB类型：22；不带灯型，扭动释放型，直径40mm；颜色：红色；触点：1NO+1NC1 个DQCG04000020选择开关-ABB类型：22，短手柄，二位置，自锁型，不带灯型；颜色：黑色；触点：1NO1 个DQCG04000009指

16、示灯-ABB类型：22，LED；颜色：绿色；额定电压：AC/DC24V1 个DQCG09000010工业插座-威浦额定电压：400V；额定频率：50-60Hz；额定电流：10A；级数：3芯；类型：插座，孔型；安装方式:暗装；2 个DQCG04000196交流电压表-SOKYO额定电压：单相、220V；测量范围：0-600V 1 个DQCG04000115开关电源-Meanwell输入电压：AC220V；输出电压：DC24V；输出电流：0-4A1 个DQCG04000163多层式信号灯-QLIGHT类型：56，灯泡，长亮型；层数：3；额定电压：DC24V；颜色：红，绿，黄；安装：桌面（SZ18）

17、1 个DQCG08000028磁力泵-EBARA额定电压：3×230-240V/3×400-415V；额定电流：1.4A；额定功率：680W；额定电机转速2760r/min；额定频率：50HZ；额定扬程:20.7-15m1 个DQCG07000021电动调节球阀-Honeywell管径：3/4内螺纹；额定电压：AC/DC24V；控制信号：4-20mA；执行时间：72sec1 个DQCG07000003球阀转接头用于VBN2+N100102 个DQCG04000206加热器功率：1000W；外形：附图（不锈钢）1 个DQCG05000076压力传感器-HUBA检测范围：0-1

18、bar；开关点功能：输出4-20mA；安装方式：G1/4外螺纹；供电电压：DC24V；连接方式：固定电缆1 个DQCG05000055超声波传感器-FLOWLINE检测范围：50-1200mm；开关点功能：4-20mA；安装方式：顶装；供电电压：DC24V；连接方式：二线1 个DQCG07000022电磁阀-CS管径：1/2内螺纹；额定电压：DC24V 1 个DQCG05000072涡轮流量计-GF检测范围：3.8-38LPM；开关点功能：脉冲信号；安装方式：附件安装；供电电压：DC5-24V；连接方式：接插型1 个DQCG05000003PVC安装接头-GF用于GF涡轮流量计（3-2100-

19、1H）；规格：进口1/2英寸，出口1/2英寸2 个DQCG05000056温度变送器-森纳士检测范围：0-100°C, 功能：4-20mA；供电电压：DC24V 1 个DQCG04000130功率调整模块-HANYOUNG额定电压：AC220V，额定电流：25A；控制输入：4-20mA，DC1-5V，ON/OFF，外部Volume1 个DQCG04000174浮子开关-芝诺触点：1NO；额定电压：DC24V；安装：侧装，182 个DQCG07000008快插外牙直接-Dmfit管径：15mm；连接形式：长螺纹，螺接，外螺纹；螺纹制式：1/2；颜色：黑色2 个DQCG07000010快

20、插外牙直接-Dmfit管径：15mm；连接形式：短螺纹，螺接，外螺纹；螺纹制式：1/2；颜色：黑色17 个DQCG07000004弯通-Dmfit管径：15mm；颜色：黑色13 个DQCG07000013T型三通-Dmfit管径：15mm*3；颜色：黑色3 个DQCG07000007止水阀-Dmfit管径：15mm；黑色4 个DQCG07000006快插内牙直接-Dmfit管径：15mm；螺纹制式：1/2；颜色：黑色2 个附件2【S100线号表】形式序号名 称I/ O备 注输 入1供水流量I0.0S052低位水箱下限位I0.1S013高位水箱上限位I0.2S024启动按钮I1.4SB15停止按钮I1.5SB26复位按钮I1.6SB37急停按钮I1.7SB48低位水箱温度AI0S079供水压力AI1S0610高位水箱液位AI2S04输 出1变频器启动Q0.0INV2溢流电磁阀Q0.1YV3运行指示灯Q0.2HL14停止指示灯Q0.3HL25复位指示灯Q0.4HL36变频器频率AQ0INV7调压模块功率A