基于PLC高层楼房供水系统课程设计毕业设计

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设计目的
(1)能够检测到水箱的水位并用指示灯显示。
(2)由检测到水箱的水位,实现3台电机的供水要求。
(3)设计plc程序。

设计要求
(1)确定输入/输出设备。
(2)PLC I/O点分配,并绘制I/O接线图以及其它外部硬件图。
(3)绘制系统功能表图;设计梯形图并模拟调试。
(4)整理技术资料,编写使用说明书。

设计内容
设计高层楼房供水系统。有3台电机,当水位最低时,三台电机均起动;当水位最高时,一台电机起动;当水位中等时,二台电机起动;正常运行时,水位在高水位,每台电机循环工作30分钟。

5个位置开关x0—x5接收水位传感器的信息,将工作状态分为3钟,即低水位、中水位和高水位。每种水位状态开启一个中间继电器,当水位在维持某一状态时,相应的中间继电器一直得电,同时输出到Q0-Q3(红绿黄灯)显示所在水位,这样就相当于有了三种状态开关M1、M2和M3。

X0是溢出控制,当水位到达X0时,三种状态开关都关闭,电机均不工作;
X5是启动控制,若系统开启时水箱无水,则X5开启低水位状态开关M3。
当水位由高位降为低位时,顺序触发X1、X2,此时M1断开,M2得电开启,状态转为中水位,Q2输出接至黄灯;
当水位由中位降为低位时,顺序触发X3、X4,此时M2断开,M3得电开启,状态转为低水位,Q3输出接至红灯;
当水位由低位升为中位时,顺序触发X4、X3,此时M3断开,M2得电开启,状态转为中水位,Q2输出接至黄灯;
当水位由中位升为高位时,顺序触发X2、X1,此时M2断开,M1得电开启,状态转为高水位,Q1输出接至绿灯。

系统硬件配置及组成原理
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1、当储水箱处于低水位时,红指示灯亮,电机1、电机2和电机3同时工作。
2、当储水箱处于中水位时,黄指示灯亮,电机1、电机2同时工作。
3、当储水箱处于高水位时,绿指示灯亮,电机1、电机2和电机3循环工作。
4、X5启动控制,X0溢出控制。

系统变量定义及分配表(详见公众号下载)

系统接线图设计
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控制程序流程图设计
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控制程序时序图设计(详见公众号下载)

控制程序设计思路
(1)由6个液面传感器接收液位的信息,将工作状态分成低、中和高水位三种状态,当水位在某一状态时要能够实现指示灯显示所在位置。
(2)有3台电机,当水位最低时,三台电机均起动;当水位最高时,一台电机起动;当水位中等时,二台电机起动;正常运行时,水位在高水位,每台电机循环工作5S。
(3)X5是启动控制,若系统开启时水箱无水,则X5开启低水位状态开关M3。
(4)当水位由低位升为中位时,顺序触发X4、X3,此时M3断开,M2得电开启,状态转为中水位,Q2输出接至黄灯。
(5)当水位由中位升为高位时,顺序触发X2、X1,此时M2断开,M1得电开启,状态转为高水位,Q1输出接至绿灯。
(6)X0是溢出控制,当水位到达X0时,三种状态开关都关闭,电机均不工作。
(7)当水位由高位降为低位时,顺序触发X1、X2,此时M1断开,M2得电开启,状态转为中水位,Q2输出接至黄灯。
(8)当水位由中位降为低位时,顺序触发X3、X4,此时M2断开,M3得电开启,状态转为低水位,Q3输出接至红灯。
(9)每种水位状态开启一个中间继电器,当水位在维持某一状态时,相应的中间继电器一直得电,同时输出到Q0-Q3(红绿黄灯)显示所在水位,这样就相当于有了三种状态开关M1、M2和M3。

创新设计内容
(1)本程序只是实现了储水箱的液位检测,而且在线路的检测过程都会有信号的滞后现象产生,为了防止流量过大引起的误差,如能合理的检测到进水的流量,并有效计算出其的大概值。
(2)储水箱水量的体积检测,通过检测到液位的高度来计算体积。

系统梯形图程序(详见公众号下载)

结果分析
(1)启动X5(0.05),系统开始上电自锁工作在低水位状态,低水位Q3红灯(1.02)亮指示并且电机1(1.03)、电机2(1.04)和电机3(1.05)都同时工作供水。
(2)当水位依次触发液位传感器X4(0.04)、X3(0.03)时,系统进入中水位状态,中水位Q2黄灯(1.01)亮指示并且电机1(1.03)和电机2(1.04)同时工作供水。
(3)当水位依次触发液位传感器X2(0.02)、X1(0.01)时,系统进入高水位状态,高水位Q1绿灯(1.00)亮指示并且电机1(1.03)、电机2(1.04)和电机3(1.05)循环工作30分钟,本系统实现5S的模拟循环供水。
(4)当水位触发X0(0.00)时,即系统水位溢出则该系统急停实现溢出控制。


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