PLC课程设计-液位升降自动控制系统.pdf

二○一一 ～二○一二 学年第 二 学期 信息科学与工程学院 课程设计报告书 课程名称： PLC 技术课程设计 班 级： 自动化0902 班 学 号： 200904134064 姓 名： 指导教师： 二○一二 年 五 月 一、设计题目：液位升降自动控制系统设计 二、设计目的： 巩固《PLC 技术》课程学过的知识，加强理论与实践的联系。以西门子 S7-300 系列 PLC 为例，通过本课程设计，达到了解硬件设备，熟悉 PLC 系统设计流程， 灵活运用基本指令和高级指令的目的。 三、设计内容及要求： 1.内容 根据设计资料中的控制要求，采用西门子 S7-300 系列 PLC 来实现液位高度 的自动控制。 2.要求 a) PLC 硬件模块选型，搭建硬件电路； b) 软件编程并详细注释； c)提交课程设计说明书（包括硬件选型及硬件电路图、I/O 设备表、程序流 程图、梯形图程序清单）。 四、设计任务初步分析 1.外部硬件分析 对于该系统，为了达到比较小的误差，采用外部液位传感器作为系统的输入 来判断当前系统的液位状态。 初步分析该进出水系统需要至少 9 个输入量，其中包括至少 5 个控制输入量： 手动自动切换、自动状态下的启动、手动模式下的进水和出水按键、停止按键。 4 个水位传感输入：满水位、高水位报警、低水位报警和空水位。 手动自动切换采用开关，当开关断开时表示当前是手动控制模式，当开关闭 合时表示已经切换到自动控制模式。启动按钮、进水和出水按键采用常开按钮， 内部采用软件自锁来维持闭合状态。停止按钮不需要自锁。 从系统功能输出分析，需要 4 个输出量：进水阀开关、出水阀开关、高报警 灯和低报警灯。 当 PLC 给进水阀和出水阀以及报警灯输出为高电平时，它们通电开始工作。 2.软件实现分析 为了达到控制要求，需要增加方向标志变量来指导水位变化的趋势。PLC 根 据输入变化，来作出对不同控制要求的响应。大体可以分为以下几种情况： a) 手动控制状态下增减。保持自锁状态。当停止按钮、手动/ 自动切换、液 体满(空)保证进 (出)水阀不工作。。 b) 自动控制状态。通过中间方向标志变量来决定水位的增减。在空水位和 满水位时更新中间方向标志变量的状态。切换到手动控制模式时，或者选择停止 会中止自动控制过程。 c) 停止按钮。停止按键作用于所有输入回路中。 d) 警报灯的闪烁通过定时器来实现。警报灯只和高低水位传感输入有关， 可以看作独立的一部分。 为后续的程序编写，先用流程图的形式对程序逻辑的进行描述。如图 1 所示，这是控制逻辑部分。关于报警电路部分，由于逻辑简单且相对独立于 其它模块，故不列出。 开始 关进水阀 停止 是 关出水阀 断开所有自锁 否 手动/ 自动 手动 进水按钮 按下 进水自锁 自动 没有按下 启动按钮 关进水 是 满水位 按下 否 启动自锁 出水按钮 进水 上 变化方向