毕业设计-基于PLC的液位控制系统设计

下载后可任意编辑 摘要 在众多生产领域中,常常需要对贮槽,贮罐,水池等容器中的液位进行监控,以往采纳传统的继电器接触器控制,使用的硬件连接多,可靠性差,自动化程度不高,目前已有许多企业采纳先进控制器对传统控制器进行改造,大大提高了控制系统的可靠性和自动化程度,为企业提供了更可靠的生产保障. 本文介绍了基于信捷XC3型可编程控制器(PLC),组态软件的液位控制系统的设计方案.系统采纳PID算法,实现液位的自动控制.利用组态软件设计人机界面,,通过串行口和可编程控制器通信,实现控制系统的实时监控,现场数据的采集与处理,其结构简单,监控系统不仅自动化程度高,还具有在线修改功能,灵活性强. . 关键: PLC 液位控制 触摸屏 变频器 目录 前言 ……………………………………………………………………………1 第一章 绪论……………………………………………………………………13 1.1本课题设计背景……………………………………………………………13 1.2本课题设计内容……………………………………………………………14 1.3本课题设计的目的和意 …………………………………………………14 第二章 系统控制方案的确定 …………………………………………………14 2.1 采纳PLC控制液位的优点…………………………………………………14 2.2 系统设计的基本步骤………………………………………………………15 2.3 系统控制方案………………………………………………………………16 第三章 系统硬件设计 …………………………………………………………18 3.1可编程控制器（PLC）的选型………………………………………………18 3.1.1如何选购PLC产品 …………………………………………………18 3.1.2 PLC的选型标准 ……………………………………………………18 3.1.3 PLC机型的选择与特点 ……………………………………………19 3.1.4模拟量输入输出模块（XC-E4AD2DA） ……………………………21 3.2水泵选型 ……………………………………………………………………23 3.3变频器选型 …………………………………………………………………24 3.4触摸屏选型 …………………………………………………………………26 3.4.1触摸屏的工作原理 ……………………………………………………26 3.4.2触摸屏的主要类型……………………………………………………… 3.4.3触摸屏的选择……………………………………………………………27 3.5硬件接线图 ……………………………………………………………………28 第四章 系统软件设计………………………………………………………………28 4.1程序设计编程基本原则与注意问题 …………………………………………28 4.1.1 程序设计（梯形图）编程基本原则……………………………………28 4.1.2 程序设计注意问题 ……………………………………………………28 4.2所用编程软件特点及界面操作…………………………………………………29 4.2.1编程软件特点 ……………………………………………………………29 4.2.2信捷XCPPro编程软件操作 ……………………………………………29 4.3变频器参数设定…………………………………………………………………31 4.4触摸屏程序 ……………………………………………………………………32 4.4.1屏幕保护画面……………………………………………………………32 4.4.2操作画面…………………………………………………………………32 4.4.3参数设置画面……………………………………………………………33 致谢 参考文献 附录一 系统硬件电路图 前言 可编程控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC。它是20世纪70年代以来，在集成电路，计算机技术基础上进展起来的一种新型工业控制设备。由于其具有功能强，可靠性高，配置灵活，使用方便以及体积小，重量轻等优点，国外已广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业自动化的支柱产品。近年来，国内在PLC技术与产品开发应用方面进展很快，除了许多从国外引进的设备，自动化生产线外，国内越来越多的设备采纳PLC控制系统取代传统的继电-接触器控制系统。与继电-接触器系统相比PLC控制系统更加可靠；占位空间比继电-接触器控制系统小；价格上能与继电-接触器控制系统竞争；易于现场变更程序；便于使用，维护，维修；能直接推动电磁阀，接触器与之相当的执行机构；能想中央数据处理系统直接传输数据等。 第一章.绪论 1.1本课题设计背景 20世纪20年代起，人们把各种继电器。定时器。接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统.由于它结构简单。容易掌握。价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位.但是继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差. 20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必定要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置.为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是： （1） 编程方便，可现场修改程序 （2） 维修方便，采纳插件式结构 （3） 可靠性高于继电器控制装置 （4） 体积小于继电器控制盘 （5） 数据可直接送入管理计算机 （6） 成本可与继电器控制盘竞争 （7） 输入可以是沟通150V以上 （8） 输出为沟通115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等 （9） 扩展时原系统改变最小 （10） 用户存储器至少能扩张到4KB（适应当时汽车装配过程的需要） 十项指标的核心要求是采纳软布线（编程）方式代替继电控制的硬接线方式，实现大规模生产线的流程控制。 美国国际电工委员会（IEC）在1987年对可编程序控制器做出如下定义：可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统，它采纳了可编程序的存储器，用来在其内部进行存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、记数和算术运算等功能的面对用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。可遍程序控制器极其相关外部设备，都应根据易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 定义强调了PLC应直接应用与工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这也是区别与一般微机控