毕业论文（设计)
题目: 基于PLC控制的高精度液位控制系统的设计
姓 名：
学 号：
专 业： 机械电子工程
年 月
摘要
在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与控制,而日常生活中应用到的水位控制也相当广泛.
在以往水塔液位控制系统中，常规继电器的频繁操作容易导致机械磨损，不方便更新和维护，不能满足人
们的实际需求；另外，随着人口的递增和生活条件的提高，人们用水的需求量也日益增加。
为了提高液位控制系统的质量和效率，节约能源，本次模拟水塔液位控制系统的装置考虑结合可编程
逻辑控制器，继电器和传感器等技术，实现液位控制系统的自动控制。本设计使用西门子S7-300
PLC可编程控制器作为液位控制系统的核心，配合硬件与软件实现液位控制池液位动态平衡，过高、过低水
位报警等功能。主要的实验方法是在水箱上安装一个自动水位测量装置，通过水位变送器检测水箱实际液
位并将该液位反馈到PLC控制器，经A/D转换后，所得数据与PLC内部设定数据进行比较，控制器处理数据并
发送相应指令改变电机的转速从而控制抽水速率，改变进水量，使水位稳定地保持在设定值附近。此外，
通过液位标定计算出控制器输出PIW数值与实际水位的关系，就可以在触摸屏上直观显示实时水位情况。实
验结果表明本设计能较好地完成自动液位控制的功能。
关键词:水塔液位控制，水位控制，继电器,PLC
Abstract
In the course of routine industrial and agricultural production we the need to measure the
water level and control it. Furthermore everyday level control applications are quite
extensive , such as hydropower , water towers and other water control 。 According to the
water supply system in the past, frequent operation towers will produce mechanical wear of
conventional relay convenient maintenance and updates， that means it can not meet the actual
needs of the people， and with Gradual growth of population and living conditions， the
demand for water is also increasing .In order to improve the quality of the water supply
system， energy conservation, so I considered use a programmable logic controller, relay and
sensor technology， with hardware and software to achieve low water level alarm, warning
switch between work and procedures manual / automatic to design practical level control tower
scheme. I completed the set up of this simulation using the tank water tower ， based on
Siemens S7-300 PLC programmable controller tank water level control system as the core 。I
completed a water tank to complete the performance capability aiming at doing a needs
analysis. The main experimental method used is to install an automatic water level measuring
device on the tank。 The level sensor detecting the water tank to measure the actual water
level and the control module to send information to the PLC， via A / D conversion， the data
obtained is compared with the set level， the controller processes the data and sends the
appropriate commands to control the motor speed change pumping rate, the water level
maintained in the proper position. Than Touch screen completes the level display, fault alarm
information display, real—time and historical curve curves show。 If the water level is
lower or higher than the set value， the hazard warning signal will be issued In this paper
， PLC automatic water supply system based on good execution process level control .
Keywords: tower water； water level control; relays; PLC
目 录
第一章 绪论......................................................1
§ 1.1研究背景 ...............................................1
§ 1.2 PLC的产生与发展 .......................................2
1。2。1 PLC的产生 ........................................2
1。2。2 PLC技术的发展 ....................................2
§ 1.3设计任务 ...............................................3
第二章 液位控制装置硬件设计......................................4
§ 2.1 自动液位控制系统应用简介 ..............................4
§ 2。2液位控制装置硬件组成 ..................................5
§ 2。3 PLC的基本结构 ........................................7
2。3。1中央处理单元(CPU) .................................7
2。3。2 I / O模块 ........................................7
2.3。3 电源模块 ..........................................8
§ 2.4 PLC的工作原理 .........................................8
2。4.1 公共处理扫描阶段 ..................................9
2。4.2 输入采样扫描阶段 ..................................9
2.4。3 执行用户程序扫描阶段 ..............................9
2.4。4 输出刷新扫描阶段 .................................10
§ 2.5水箱液位控制系统组成及工作原理 ........................11
2.5。1 液位控制系统结构图： .............................11
2.5。2 液位控制系统工作原理 .............................11
2.5.3液位控制系统工作过程: ..............................12
2.5。4水箱液位的标定 ....................................13
第三章 液位控制系统软件设计.....................................15
§ 3。1 PLC软件程序介绍 .....................................15
3.1。1 梯形图的组成： ...................................15
3.1。2 梯形图的几个特点 .................................15
3。1.3 梯形图的格式 .....................................16
§ 3。2程序设计流程图 .......................................16
§ 3.3 PLC中PID控制器的实现 .................................17
3。3.1 PID算法 .........................................17
3.3。2 PLC实现PID控制的方式 ............................17
3.3.3 连续调节器FB41的使用 .............................18
§ 3。4系统软件设计 .........................................21
