水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统PLC设计

L水塔水位控制系统PLC硬件设计

1.1.水塔水位控制系统设计规定

水塔水位控制装置如图1-1所示

水塔水位控制

S1…表达水塔的水位上限,

S2-表达水塔H勺水位下限,

S3-表达水池水位上限，

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，定期器开始定期，4秒后来，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），表达阀Y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,表达水位高于

下限水位。当水位液而高于上限水位，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，表达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，同步水池水位也低于下限水位时，水泵

不能启动）

1.2水塔水位控制系统主电路

水塔水位控制系统主电路如图1-2所示：

图1-2水塔水位控制系统主电路

1.3.I/O接口分派

水塔水位控制系统PLC的I/O接口分派如表1-1所示。

表1-1水塔水位控制系统PLC11勺I/O接口分派表

符号地址绝对地址数据类型阐明

1S110.1B00L水塔上限水位

2S210.2BOOL水塔下限水位

3S310.3BOOL水池上限水位

4S4T0.4BOOL水池下限水位

5START10.0BOOL控制开关

6YQ0.1BOOL水阀

7MlQ0.2BOOL抽水电机

8Q0.3BOOL水池下限指示灯

9Q0.4BOOL水池上限指示灯

10Q0.5BOOL水塔下限指示灯

11Q0.6BOOL水塔上限指示灯

12Q0.7BOOL报警指示灯

14水塔水位控制系统的I/O接线图

这是一种单体控制小系统，没有特殊的控制规定，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、输出点作出地址分派，水塔水位控制系统日勺I/O

接线图如图1-3所示。

SB'''C-10.0Q0.1KMI

山

Q0.2KM

传感器1―10.1

Q0.3水池下位指示灯

传感器2-10.2Q0.4水池上位指示灯

Q0.5普水塔下位指示灯

传感器3"*<―10.3Q0.6水塔下位指示灯

Q0.7-0-报警指示灯

传感器4***<-10.4

<30□

1M~220V

图1-3水塔水位控制系统的I/O接线图

2.水塔水位控制系统PLC软件设计

2.1程序流程图

水塔水位控制系统的IPLC控制流程图，根据设计规定，控制流程图如图2-1

所示。

（球）

图2-1水塔水位控制系统IJ勺PLC控制流程图

2.2梯形图程序设计及工作过程分析

梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了老式日勺继电接触器控制

中欧I触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与老式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。继电器梯形图多半合用

于比较简朴口勺控制功能口勺编程，绝大多数PLC顾客都首选使用梯形图编程。

梯形图编程日勺一般规则有：

（1）梯形图按自上而下、从左到右的次序排列。每一种逻辑行起始于左母

线然后是触点的多种连接，最终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I元件编号地址必须在所使用PLC日勺有效范围内。

（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。但为了读图以便，常用“有电流”、“得

电”等来形象地描述顾客程序解算中满足输出线圈口勺动作条件，它仅仅是概念上

虚拟的“电流”，并且认为它只能由左向右单方向流;层次的变化也只能自上而

下。

（3）梯形图中H勺继电器实质上是变量存储器中的位触发器，对应某位触发

器为“1态”，表达该继电器线圈通电，其动合触点闭合，动断触点打开，反之

为“0态”。梯形图中继电器的线圈又是广义时，除了输出继电器、内部继电器

线圈外，还包括定期器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及多种比较、

运算成果。

（4）梯形图中信息流程从左到右，继电器线圈应与右母线直接相连，线圈

H勺右边不能有触点，而左边必须有触点。

（5）继电器线圈在一种程序中不能反复使用：而继电器H勺触点，编程中可以反复

使用，且使用次数不受限制。

（6）PLC在解算顾客逻辑时，是按照梯形图由上而下、从左到右的先后次序逐

渐进行H勺，即按扫描方式次序执行程序，不存在几条并列支路同步动作，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。因此，由梯形图编写指令程序时，应遵照自上而下、从左到右口勺次序，梯形

图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一种步序。当PLC运行时，顾客程

序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同步去执行多种操作H勺，它只能

按分时操作原理每一时刻执行一种操作。这种分时操作日勺过程称为CPU对程序的

扫描。扫描从0000号存储地址所寄存日勺第一条顾客程序开始，在无中断或跳转

控制日勺状况下，按存储地址号递增次序逐条扫描顾客程序，也就是次序逐条执

行顾客程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一种扫描周期，然后再从

头开始扫描，并周而复始。根据控制规定，设计口勺梯形图程序如图2-2所示。

2.2.1水塔水位控制系统梯形图

10.010.4Q0.1

IIII-----------------------0~~I

Q0.1

II

T3

T2

S_ODT

1I——SQ

S5T#2S-TVBI

RBCD

2.2.3工作过程

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，假如进水超

过4秒，而水池液位没有超过水池下限位，阐明系统出现故障，系统就会自动报

警。若4秒之后水池液位按预定日勺超过水池下限位，阐明系统在正常的工作，水

池下限位的指示灯灭，此时，水池H勺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，水池上限指示灯火，电磁阀就关闭，不过水塔目前还

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I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。不次给水塔供水完毕。

2・2.3.梯形图对应的指令表

程序段1:

A(

0I0.0

0Q0.1

)

AI0.4

=Q0.1

程序段2:

ALQ0.1

S5T#4s

SDpT1

NOp0

NOp0

NO

p0

NO0

程序段3:

AI0.4

=Q0.3

程序段4:

ATI

AI0.4

=L20.0

AL20.0

ANT2

=Q0.7

AL20.0

ANT3

LS5T#2S

SDT2

NOP0

NOP0

NOP0

NOP0

程序段5：

AT2

LS5T#2S

T

SDpo

NO

NOpo

NOpo

NOpo

程序段6:

AI0.3

—Q0.4

程序段7:

A(

0I0.2

0Q0.2

)

ANI0.4

—Q0.2

程序段8：

AI0.2

—Q0.5

程序段9