铁道供电论文-基于PLC的液位控制系统的设计.docx

毕业设计论文 题 目：基于PLC的液位控制系统的设计 XX学院毕业设计论文 摘 要 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。然而随着世界人口的不断增长，人们生活用水的增加，以往采用的继电器水塔水位自动控制系统由于频繁操作会产生机械磨损，不方便维护和更新，已经不能满足人们的实际需求，本文采用的是三菱系列小型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能进行性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔水位的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，经A/D转换后，进行数据比较，来控制抽水电机的动作，同时进行数据还原，显示水位具体信息，如果水位低于或高于某个设定值是，就会发出危险报警的信号。本文以一个水塔水位控制系统的设计过程，给出了基于PLC水塔水位控制系统的设计好实现的具体过程。 关键词：FX2系列PLC，液面控制，液面传感器  目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘 要 Ⅰ 目 录 Ⅱ 绪 论 1 2 设计内容 2 3 设计的目的和意义 2 第一章 可编程控制器简介 3 1.1可编程控制器的产生 3 1.2 PLC的特点 3 1.3 PLC的基本结构 3 1.3.1 中央处理单元(CPU) 4 1.3.2 存储器 4 1.3.3 输入输出（I/O）接口 4 1.3.4 编程器 5 1.3.5 电源 5 1.3.6 外设接口 5 1.3.7 I/O拓展口 6 1.4 PLC的基本工作原理 6 第二章 系统控制方案的确定 7 2.1 采用PLC控制液位的优点 7 2.2 继电器控制 7 2.3 系统设计的基本步骤 8 2.4 系统工作原理 9 第三章 系统硬件电路的设计 11 3.1 PLC的选择 11 3.1.1 模拟量输入模块的选择 11 3.2 液位传感器 12 3.2.1 液位传感器简介 12 3.2.2 液位传感器的工作原理 13 3.3 变频器选型 13 3.4 I/O分配表 14 3.5 硬件接线图 14 3.6 电机启动电路 15 第四章 控制原理及数学模型 16 4.1 PID调节的各个环节及其调节过程 16 4.1.1 比例控制及其调节过程 17 4.1.2 比例积分调节 17 4.1.3 比例积分微分调节 17 4.2 闭环控制系统特点 18 4.3 PID控制算法 18 4.5 PID控制器的主要优点 20 第五章 软件部分的设计 21 5.1 程序设计编程基本原则与注意问题 21 5.1.1 程序设计编程基本原则 21 5.1.2 程序设计注意问题 21 5.2 所用编程软件界面 21 5.3 梯形图 23 第六章 结 论 28 参 考 文 献 29 致 谢 30 PAGE 2 绪 论 1 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，它必然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，采用插件式结构 (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)输入可以是交流150V以上 (8)输出为交流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用软布线(编程)方式代替继电控制的硬接线