毕业设计--基于PLC和组态软件的水位控制系统.docx
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1、毕业设计(论文)题 目 基于PLC和组态软件的水位控制系统 英文并列题目The water level control system based on PLC and configuration software毕 业 设 计 ( 论 文 ) 开 题 报 告学生姓名学号班级电气21331所属院系专业控制技术学院电气自动化指导教师职称讲师所在部门控制技术学院毕业设计(论文)题目基于PLC和组态软件的水位控制系统题目类型工程设计(项目)论文类作品设计类其他 随着现代社会生产的发展和技术的进步,现代工业自动化水平的日益提高,电子技术的飞速发展,在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置可编
2、程控制器。 工业液体的液位控制系统是工业生产中比较重要的控制应用之一。随着微处理器、自动化仪表和数字通信网络的飞速发展,控制手段也越来越丰富。在现代工业生产中,小型PLC的高可靠性和电动阀快速准确等特点在工业生产中有着广阔的应用前景。随着科技的发展和现实暴露的一些问题,以便能更快更方便的完成一些任务,在生产过程中,经常需要对液位的来进行控制,而对于这控制,因PLC的功能特点及组态软件拥有能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。所以非常适合来控制水位的高低。 本次毕业设计的课题是基于PLC与组态的水位控制系统。在设计
3、中,主要是对PLC控制程序的设计和组态的画面设计。二、课题综述(课题研究,主要研究的内容,要解决的问题,预期目标,研究步骤、方法及措施等)第一 课题研究 基于PLC和组态软件的水位控制系统第二 主要研究的内容 1、如何构建系统的组态环境 2、如何构建水塔水位控制装置 3、如何将组态软件与PLC连接 4、选择并熟悉所采用的三菱PLC的FX2N系列的主要功能 第三 要解决的问题 1、运用组态软件模拟整个三菱PLC控制系统的运行,通过触摸屏 对水塔水箱水位的控制 2、 元器件型号的选型 第四 预期目标 1、选择合适的PLC,能够以其为核心设计出整个控制系统 2、通过水塔水位控制装置构建组态软件模拟运
4、行环境 3、将组态软件与PLC相连并连接到触摸屏上 4、通过触摸屏实现对水塔水箱水位的控制 第五 研究步骤、方法及措施 通过对水塔位控制装置的了解分析,先构造系统框图,在配上相应的组态软件的模拟图以及PLC程序图。选出合适电气设备,连接设备,下载程序,安装调试。三、设计(论文)体系、结构(大纲)第一部分 引言1.1课题研究的背景和意义1.2主要研究内容及章节安排第二部分 FX2N系列PLC与控制2.1 PLC的产生与定义2.2三菱PLC控制系统2.3 PLC的构成2.4 PLC的特点和功能第三部分 系统软硬件设计方案3.1 系统硬件的设计3.2 系统软件的设计 第四部分 PLC控制程序4.1
5、I/O接口分配表 4.2 PLC接线4.3 PLC程序设计梯形图4.4 PLC程序设计对应的指令4.5 组态软件设计界面 第五部分 结论第六部分 主要参考文献指导教师意见: 签字: 年 月 日 院(系)审批意见: 同意开题。签章: 年 月 日 毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目基于PLC和组态软件的水位控制系统题目来源校内指导教师陈林职称副教授所在部门控制技术学院学生姓名孙兆凡学号27班 级电气21331所属院系专业电气自动化课题需要完成的任务控制要求: 当水池水位低于水位下线时,液面传感器SQ1接通,指示灯闪烁,进水阀打开,开始进水。当水池水位高于水池水位下限时,液面传感器SQ1断开
6、,指示灯1停止闪烁。当水池水位上升到高于水池水位上限时,液面传感器SQ2接通,进水阀关闭,停止进水。 只要水塔水箱中有水,出水阀就自动打开,当出水阀打开时水塔水位下降,如果水塔水位低于水塔水位下限时,液面传感器SQ3接通,指示灯2闪烁;当此时水池水位高于水池水位下限时电动机启动,水泵抽水。当水塔水位高于水塔水位下限时,传感器SQ3断开,指示灯2停止闪烁。当水塔水位上升到高于水塔水位上限时,液面传感器SQ4接通,电动机停止运转,水泵停止抽水。课题计 划 安 排序号内 容时 间 安 排1熟悉课题,了解水位控制系统,确立课题方案,撰写开题报告;2月7日2月14日2分析课题,完成系统构架,并确定系统要
7、求;2月15日2月21日3完成控制系统的硬件及控制板电路扩展设计;2月22日3月6日4开始构建MCGS组态画面并进行PLC编程; 3月7日3月19日5将PLC和MCGS组态软件连接,联机调试,并完善系统功能3月20日3月25日6整理相关技术资料,完成毕业设计论文;3月26日4月3日7完善毕业设计论文,准备毕业答辩。4月4日4月10日计划答辩时 间2016年4月20日答辩提交资料说明书(含开题报告及任务书)、图纸、程序、附录、实物照片等系(部)主任审核意见 签名: 33目录中文摘要.英文摘要.第1章 绪论. 1.1研究的背景. 1.2研究的目的和意义. 1.3国内外发展现状.第2章 PLC简介
8、2.1 PLC的定义和产生. 2.2 PLC的发展. 2.3 PLC的组成. 2.3.1 中央处理单元(CPU). 2.3.2 存储器. 2.3.3 输入/输出模块. 2.3.4 扩展模块. 2.3.5 编程器. 2.4 PLC的特点.第3章 水塔水位控制系统PLC硬件设计 3.1 水塔水位控制系统设计要求. 3.2 水塔水位控制系统主电路. 3.3 水塔水位控制系统I/O分配表.第4章 水塔水位控制系统PLC软件设计 4.1 程序流程图. 4.2 梯形图程序设计和工作过程分析. 4.2.1工作过程. 4.2.2 水塔水位了控制系统梯形图.第5章 水塔水位控制系统组态画面设计 5.1MCGS组
9、态软件介绍. 5.2建立MCGS组态画面. 5.3MCGS组态与三菱PLC连接. 5.4MCGS画面调试.结论.致谢.参考文献.摘要 伴随着人口的增长和城市的扩容,居民供水的压力也不断增加,这就需要高度自动化的供水系统来保证供水的优质和稳定。 水塔主要由水柜、水箱和连接两者的支筒或支架组成。一般居民区里蓄水作用,有些还是水厂生产工艺的一个重要组成部分。用于储水和配水的高耸结构,用来保持和调节给水管网中的水量和水压。在工业与民用建筑中,水塔是一种比较常见而又特殊的建筑物。然而水塔供水往往依靠值班人员手动控制机组,不仅过程繁琐,而且难以及时有效地对水位的快速变化进行调节,易带来供水不稳定、能耗过大
10、等负面效果。同时值班人员难以准确直观地掌握实时的水位数据,对数据的分析处理受到限制。所以非常有必要设计一种简单方便、实用有效的水塔控制系统。 本设计是以一个水塔水箱水位控制系统的设计过程,给出了基于PLC和组态软件的水位控制系统的设计。标签:PLC组态水位控制水塔水位ABSTRACT Along with the growth of population and the expansion of the city, residents water supply pressure is increasing, which requires highly automated water suppl
11、y system to ensure that water supply of high quality and stability.Water tower is mainly composed of water tank, and a supporting tube or legs that connects the two. General neighborhood water storage function, some still water factory production process of an important part of. Used for water stora
12、ge and water distribution of towering structure, which is used to maintain and adjust the feed water pipe network of water quantity and water pressure. In industrial and civil building, water tower is a kind of common and special buildings. However often rely on water tower water supply on duty pers
13、onnel manual control unit, not only process trival, and difficult to rapid change of water level in a timely and effective manner to adjust, easy water supply is not stable, excessive energy consumption on the negative effects. The personnel on duty at the same time is difficult to accurately intuit
14、ive grasp of real-time water level data, the analysis of the data processing is limited. So it is necessary to design a simple and convenient, practical and effective water tower control system.This design is based on a water tower water level control system of the design process, gives the water le
15、vel control system based on PLC and configuration software design.Tags: PLC, configuration, water level control, water tower water level第1章 绪论在人们的生产生活过程中,经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在工业中应用也相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况,在生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。虽然各种各样的水位控制的要求不同,然而他们的原理都是相通的。任何时候都能提供足够的水量、平稳的水压、合格的水质是对水位控制系统
16、提出的基本要求。在社会经济飞速发展的今天,水无论是在人们生活过程中还是生产过程中都扮演着重要的角色。一旦断水,轻则会给人们生活带来极大的不便,重则将会造成极大的生产损失。所以设计一个高精度、稳定性强的水位控制系统就显得日益重要。 1.1 研究背景 传统的供水系统一般都采用水塔、高位水箱或者增压设备,用水泵高出实际用水高度的扬程来提升水位高度,以保证有足够的用水量,这种方法控制精度低,且能耗大。随着科学技术的日新月异,继电器控制系统已跟不上时代的发展需求,这就需要一种新型的可编程序控制器取而代之。PLC是依据顺序逻辑控制而发展起来的,并且是一种专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置,是
17、集微处理器、存储器、输入/输出接口和中断于一体的器件。PLC是在传统的顺序控制器的基础上加入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一种新型控制装置。PLC问世不久,就被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业,并且成为工业自动化的主导产品。1.2 研究的目的和意义 在工业生产以及日常生活中,经常会需要对容器中的液位(水位)进行自动控制。水塔水位控制系统在我国住宅小区供水系统中得到广泛应用,传统的供水系统控制存在控制精度低、能耗大、不稳定等缺点,而采用PLC自动控制原理,利用水的导电性可以连续全天候的测量水位变化,把测量到的水位变化参数转化成相应的电信号,接着主控台
18、应用组态软件对接收到的信号进行实时监控,使水位保持在适当的位置,保持水压恒定,从而提高了供水系统的性能。采用PLC自动控制系统成本低、安装方便、灵敏性好,从而实现安全、便捷、自动化的供水,对人们的生产生活都具有重大的意义。1.3 国内外发展现状 我国自八十年代初才开始应用PLC,目前从国外引进的PLC应用用较为普遍的有日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、美国GE公司GE系列和德国西门子公司S系列等。 PLC由于其超强的抗干扰能力、超高的可靠性、简单的控制系统结构、强的通用性、便捷的编程方式等优点已经成为应用面最广,最广泛的通用工业控制装置,成为当代工业化的主要支柱之一。应用PLC对程序设
19、计,提高液位系统的控制,目前已在国内外企业和居民生活中得到广泛应用。第2章 PLC简介 2.1 PLC的定义和产生 作为一种面向工业生产的应用型技术,PLC与CAD/CAM、NC技术并称为现代工业的三大支柱。PLC专为在工业现场应用而设计,采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字或模拟的I/O接口控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微处理器技术与传统的继电器接触控制技术相结合的产物,它克服了继电器接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点,充分利用了微处理器的优点;而且照顾到现场电气操作维修人员的
20、技能和习惯,特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使程序编制形象、直观、方便易学,调试与查错也都很方便。用户购买到所需的PLC后,只需按说明书的提示做少量的接线和简易的用户程序编制工作,就可以灵活方便地将PLC应用于生产实践。2.2 PLC的发展趋势 虽然PLC问世时间不长,但是随着微处理器的出现,大规模,超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步,PLC也得到了飞速的发展。近年来,可编程控制器发展的明显特征是产品的集成度越来越高,工作速度越快越快,功能越来越强,使用越来越方便,工作越来越可靠,具体表现为以下几个方
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