《水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計 (2)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計 (2)（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)論文 題目：水箱水位的DCS控制的設(shè)計 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 名 稱 機電設(shè)備維修與管理 班 級 機修 09 姓 名 孟凡松 學 號 20090860 指 導 教 師 楊斌山 第 14 頁 摘 要 設(shè)計和實現(xiàn)了一種采用可編程序控制器為主控制機的供水控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)水箱供水的基礎(chǔ)上，加入了DCS、變頻器等

2、器件組成，能夠?qū)崿F(xiàn)水箱水位的供水。詳細論述了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、操作流程和控制方法，以和各器件之間的協(xié)調(diào)控制方法，實現(xiàn)了對水箱水位的自動控制，提高了供水質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：DCS(Programmable Logic Controller) 目 錄 一 概述 1 二 水箱供水自動控制系統(tǒng)方案設(shè)計 2 設(shè)計方案 2 三 水箱水位自動控制系統(tǒng)設(shè)計 2 1水泵電動機控制電路的設(shè)計 2 2水位傳感器的選擇 4 四 水箱水位自動控制系統(tǒng)的組成 6 1、系統(tǒng)構(gòu)成和其控制要求 6 2系統(tǒng)框圖 7 五 DCS的設(shè)計 7 1可編程序控制器(DCS)簡介 7 2 DCS工作原理 8

3、3 DCS的編程語言--梯形圖 9 4 SYSMAC-C系列P型機概述 10 5水箱水位自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 11 六 結(jié)束語（系統(tǒng)總結(jié)分析） 17 1 系統(tǒng)的優(yōu)點 17 2 結(jié)束語 17 參考文獻 19 致 謝 20 水箱水位的DCS控制系統(tǒng)設(shè)計 一 概述 我國的水工業(yè)科技發(fā)展較快，與國際先進水平的差距正在不斷縮小，水工業(yè)科技體系已初步形成，擁有一支從事水工業(yè)基礎(chǔ)科學研究、應用研究、產(chǎn)品研制和工程化產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的科技隊伍。但是，在水工業(yè)科技領(lǐng)域普遍存在著實用性差、轉(zhuǎn)化率低的情況。這已成為制約我國水工業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。在水工業(yè)科技產(chǎn)業(yè)化大潮到來之際，認真分析我

4、國水工業(yè)科技發(fā)展歷程，總結(jié)我國水工業(yè)科技的特點和特長是尋找水工業(yè)產(chǎn)業(yè)化突破口的關(guān)鍵。目前，我國的供水自動化系統(tǒng)發(fā)展已初有成效。供水自動化系統(tǒng)主要包括水廠自動化和供水管網(wǎng)調(diào)度自動化兩個方面。 我國供水行業(yè)是推動水科技產(chǎn)業(yè)化的龍頭。給水行業(yè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施投資的主要方向之一。在體制上，供水企業(yè)體制的變革已成為市場化發(fā)展的必然；在技術(shù)上，供水行業(yè)則面臨著關(guān)鍵給水裝備國產(chǎn)化、工藝技術(shù)成套設(shè)備化、自動控制現(xiàn)代化的迫切的技術(shù)要求。優(yōu)質(zhì)供水是水工業(yè)市場化發(fā)展的新增長點，同時要倡導節(jié)約用水，提高水的重復利用率，并逐步建立完善的水工業(yè)學科體系。完善的水工業(yè)學科體系是水工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要保證。傳統(tǒng)的給水排水工程學

5、科體系已難以包還水工業(yè)的豐富內(nèi)涵，已不能很好地適應水工業(yè)發(fā)展的需要，而水工業(yè)學科體系正是在給水排水工程學科體系發(fā)展而來。由水工業(yè)的社會性所決定，水工業(yè)的學科體系由多個相互關(guān)聯(lián)的學科組成，包括：水質(zhì)與水處理技術(shù)、水工業(yè)工程技術(shù)、水處理基礎(chǔ)科學、水社會科學、水工業(yè)設(shè)備制造技術(shù)等，它們共同支撐著水工業(yè)的工業(yè)體系。而在這些學科中水質(zhì)與水處理技術(shù)和水工業(yè)工程技術(shù)是水工業(yè)學科體系中的主導學科。 二 水箱供水自動控制系統(tǒng)方案設(shè)計 設(shè)計方案 設(shè)水箱、水池初始狀態(tài)都為空著的，液位指示燈全亮。當執(zhí)行程序時，掃描到水池為液位低于水池下限液位時，電磁閥打開，開始往水池離境稅，如果進水超過4秒，而水池液位沒有超

6、過水池下限位，說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會自動報警。若4秒之后水池液位按預定的超過水池下限位，說明系統(tǒng)在正常的工作，水池下限位的指示燈滅，此時，水池的液位已經(jīng)超過了下限位了，系統(tǒng)檢測到此信號時，由于水箱液位低于水箱水位下限，水泵開始工作，向水箱供水，當水池的液位超過水池上限液位時，水池上限指示燈滅，電磁閥就關(guān)閉，但是水箱現(xiàn)在還沒有裝滿，可此時水箱液位已經(jīng)超過水箱下限水位，則水箱下限指示燈滅，水泵繼續(xù)工作，在抽水向水箱供水，水箱抽滿時，水箱液位超過水箱上限，水箱上限指示燈滅，但剛剛給水箱供水的時候，水泵已經(jīng)把水池的水抽走了，此時水箱液位已經(jīng)低于水池上限，水池上限指示燈亮。此次給水箱供水完成。 三

7、 水箱水位自動控制系統(tǒng)設(shè)計 1水泵電動機控制電路的設(shè)計 給排水工程中常使用三相異步電動機， 水泵上的電動機一般都是單向旋轉(zhuǎn)有以下控制。 在水箱水位檢測系統(tǒng)中通過水位傳感器檢測實際水位的高度，當水位低于最低水位時向DCS發(fā)出信息啟動水泵，經(jīng)過4分鐘檢測水箱水位是否提高控制水泵的工作，當水位達到最高水位時向DCS發(fā)出信息控制信息停止水泵工作。 供水系統(tǒng)的基本原理如圖 所示，水位閉環(huán)調(diào)節(jié)原理是：通過在水箱中的水位傳感器，將水位值變換為電流信號進入DCS，執(zhí)行較后程序，通過水泵的開關(guān)對水箱中的水位進行自動控制。 圖4-1水泵的控制圖 水泵啟動工作：當投入作為主電路電源開關(guān)的配線切斷器KM

8、1時，在收到DCS的啟動水泵指令后，電磁線圈KM2中有電流流過，電磁接觸器KM2運行。當電磁接觸器KM2運行時，主電路的主觸點KM2閉合，常閉觸點KM2-b打開，常開觸點KM2-m2閉合，當主觸點閉合時，電源電壓施加到電動機M上，開始運轉(zhuǎn)。當常閉觸點KM2-b打開時，綠燈GN-L中無電流流過，綠燈熄滅，當常開觸點KM2-m2閉合時，紅燈RD-L中有電流流過，紅燈點亮。 水泵停止工作：當投入作為主電路電源開關(guān)的配線切斷器KM1時，在收到DCS的停止水泵指令后，電磁線圈KM2中無電流流過，電磁接觸器KM2恢復。當電磁接觸器KM2恢復時，主電路的主觸點KM2打開，常閉觸點KM2-b閉合，常開觸點K

9、M2-m2打開，當主觸點KM2打開時，電源電壓施不再施加到電動機M上，電動機M停止運轉(zhuǎn)。當常閉觸點KM2-B閉合時，綠燈GN-L中有電流流過，綠燈點亮，當常開觸點KM2-m2打開時，紅燈RD-L中無電流流過，紅燈熄滅。 KM1： 配線切斷器是把開閉機構(gòu)、后動裝置等統(tǒng)一裝到絕緣容器內(nèi)的部件，它是利用操作手柄對通常使用狀態(tài)的電路進行開閉控制的。經(jīng)常應用于電源電路的開閉中，當發(fā)生過載、短路等情況時自動地切斷電路。 KM2： 所謂電磁接觸器，就是應用電磁鐵對負載電流進行開閉控制的接觸器，主要用于電源電路的開閉。電磁接觸器有主觸點和輔助觸點構(gòu)成的觸點和電磁線圈與鐵心構(gòu)成的靠做電磁鐵部分組成。 FR

10、: 熱敏繼電器 是由加熱器部分和觸點機構(gòu)部分組成的。當夠電流流過加熱部分時，雙金屬片因為受熱而發(fā)生彎曲，因此觸點部分被打開而使電路得到保護。 2水位傳感器的選擇 根據(jù)本設(shè)計的要求所選傳感器要求在水面和水底都可以使用，且要考慮到對水質(zhì)的影響，所以選擇超聲波液位傳感器U9ULS系列的 U9ULS——10/100系列。U9ULS系列超聲波液位傳感器開關(guān)使用范圍非常廣。具有焊接的不銹鋼傳感器探頭，沒有縫隙不會泄露，另外沒有易損的活動部件，它不會受溫度、壓力、密度和液體類型等參數(shù)的影響。在大多數(shù)情況下，電子設(shè)備放在鑄鋁的，NEMA 4/NEMA 7防爆且防水的殼體中。 U9ULS具有以下特點：

11、可應用于多種液體中 可承受高達1000psi的壓力 不受氣泡、蒸汽、雜質(zhì)后湍流等因素的影響。 長度達121in(303.3cm) 可安裝在側(cè)面、頂部或底部 工作原理：U9ULS系列是給予超聲波理論工作的。當超聲波在空氣中傳播時，會被嚴重衰減 相反地，如果在液體中傳播時，超聲波的傳播會被大大增強。 電子控制單元發(fā)出一系列的電信號，傳感器將其轉(zhuǎn)化為超聲能量脈沖，并在被探測區(qū)內(nèi)傳播。當另一端街道有效信號時，就發(fā)出數(shù)據(jù)有效的信號，表明有液體存在。這個信號輸送到繼電器，從而產(chǎn)生輸出信號。 U9ULS——100系列產(chǎn)品具有性能優(yōu)異的傳感器探頭，可在溫度為300F和壓力為1000PSI的情

12、況下良好的工作。 U9ULS——10系列產(chǎn)品為更靠近池底，將頂端的探頭設(shè)計成缺口形狀?？刂齐娐吩O(shè)計成小型，密封的結(jié)構(gòu)，可安裝在遠程的控制地點。 特點：10A的繼電器輸出 115/230V AC，12V DC或24V DC輸入 高增益。無需效準，工作溫度可達300 長度可達151.5CM 表5.1 主要技術(shù)指標 輸入電壓 115/230V AC，50/60HZ或12/24V DC U9ULS—10系列增益 300：1 U9ULS—10系列增益 1000：1 U9ULS—10系列輸出 10 A DPDA繼電器滅火兩線制，4mA-干；20 mA- 濕 U9ULS—10系

13、列輸出 10 A DPDT繼電器 延時 0.5s 重復性 2mm 外殼 NEMA 4/NEMA 7,防水防爆罩，環(huán)氧涂層，鑄鋁。 四 水箱水位自動控制系統(tǒng)的組成 1、系統(tǒng)構(gòu)成和其控制要求 （圖5-1 水箱水位自動控制系統(tǒng)） 水箱水位的工作方式： 當水池液位低于下限液位開關(guān)S1，S1此時為ON，電磁閥打開，開始往水池里注水，當4S以后，若水池液位沒有超過水池下限液位開關(guān)時，則系統(tǒng)發(fā)出報警，若系統(tǒng)正常，此時水池下限液位開關(guān)S4為OFF,表示水位高于下限水位。當水位液面高于上限水位，則S2為ON，電磁閥關(guān)閉。 當水箱水位低于水箱下限水位時，則水箱下限水位開關(guān)S3為ON，水泵

14、開始工作，向水箱供水，當S3為OFF時，表示水箱水位高于水箱下限水位。當水箱液面高于水箱上限水位時，則水箱上限水位開關(guān)S4為OFF，水泵停止。 當水箱水位低于下限水位，同時水池水位也低于下限水位時，水泵不能啟動。 原理： 在控制系統(tǒng)啟動后，若水槽水位低于水槽最低水位時液位傳感器將水位信號轉(zhuǎn)化為電信號向DCS發(fā)出信號，DCS根據(jù)此信號打開補水泵向水槽補水，當水位達到水槽最高水位時液位傳感器將水位信號轉(zhuǎn)化為電信號向DCS發(fā)出信號停止補水泵的工作，當水箱水位達到最低水位時，液位傳感器將水位信號轉(zhuǎn)化為電信號向DCS輸出，DCS在收到信號后啟動水泵向水箱加水，當水箱水位達到最高水位時傳感器將水位信

15、號轉(zhuǎn)化為電信號向DCS發(fā)出信號停止水泵的工作。 2系統(tǒng)框圖 如下圖整個系統(tǒng)由一個水位傳感器，一臺DCS和一臺水泵以和若干部件組成。安裝于水箱上的傳感器將水箱的水位轉(zhuǎn)化成1-5伏的電信號；電信號到達DCS將控制控制水泵的開關(guān)。水箱水位自動控制系統(tǒng)由DCS 核心控制部件高低位水箱的水位檢測電路高低水位信號傳送給DCS水泵電動機控制電路 DCS 控制啟停和主備切換 水塔水位檢測系統(tǒng) 水塔水位的實際高度 DCS 水泵 （圖5-2 系統(tǒng)組成框圖） 在水箱水位檢測系統(tǒng)中通過超聲波液位傳感器將水位信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入DCS中，在通過DC

16、S控制水泵的啟動或關(guān)閉。在系統(tǒng)運行中當水為低于最低值時DCS將啟動水泵向水箱中加水，當水箱中的水達到最高值時DCS使水泵停止運轉(zhuǎn)即水泵停止向水箱供水。等到水箱水位再次達到控制最低水位時 系統(tǒng)再次重復這個過程。 五 DCS的設(shè)計 1可編程序控制器(DCS)簡介 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。DCS是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電器接觸控制系統(tǒng)中觸點的接線復雜、可

17、靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點充分利用微處理器的優(yōu)點。 2 DCS工作原理 DCS的工作方式:采用循環(huán)掃描方式.在DCS處于運行狀態(tài)時,從內(nèi)部處理,通信操作,程序輸入,程序執(zhí)行,程序輸出,一直循環(huán)掃描工作. DCS的工作過程 DCS的工作過程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯，.然后順序向各個輸出點發(fā)出相應的控制信號。除此之外，為提高工作的可靠性和和時的接收外來的控制命令，每個掃描周期還要進行故障自診斷和處理與編程器、計算機的通信。因此，DCS工作過程分為以下五步: (1)自診斷 自診斷功能可使DCS系統(tǒng)

18、防患于未然，而在發(fā)生故障時能盡快的修復，為此DCS每次掃描用戶程序以前都對CPU、存儲器、輸入輸出模塊等進行故障診斷，若自診斷正常便繼續(xù)進行掃描，而一旦發(fā)現(xiàn)故障或異?，F(xiàn)象則轉(zhuǎn)入處理程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關(guān)閉全部輸出，然后停機并顯示出錯的信息。 (2)與外設(shè)通信 自診斷正常后DCS即掃描編程器、上位機等通信接口，如有通信請求便響應處理。在與編程器通信過程中，編程器把指令和修改參數(shù)發(fā)送給主機，主機把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、錯誤碼進行相應指示，編程器還可以向主機發(fā)送運行、停止、清內(nèi)存等監(jiān)控命令。在與上位機通信過程中DCS將接收上位機發(fā)出的指令進行相應的操作，把現(xiàn)場工作狀態(tài)、DCS的內(nèi)部工作狀態(tài)、各

19、種數(shù)值參數(shù)發(fā)送給上位機以和執(zhí)行啟動、停機、修改參數(shù)等命令。 (3)輸入現(xiàn)場狀態(tài) 完成前兩步工作后DCS便掃描各個輸入點，讀入各點的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，如開關(guān)的通斷狀態(tài)、形成現(xiàn)場的內(nèi)存映象。這一過程也稱為輸入采樣或輸出刷新，在一個掃描周期內(nèi)內(nèi)存映象的內(nèi)容不變，即使外部實際開關(guān)狀態(tài)己經(jīng)發(fā)生了變化也只能在下一個掃描過程中的輸入采樣時刷新，解算用戶邏輯所用的輸入值是該輸入值的內(nèi)存映象值而不是當時現(xiàn)場的實際值。 (4)解算用戶邏輯 即執(zhí)行用戶程序。一般是從用戶出現(xiàn)存儲器的最低地址存放的第一條程序開始，在無跳轉(zhuǎn)的情況下按存儲器地址的遞增方向順序的掃描用戶程序，按用戶程序進行邏輯判斷和算術(shù)運算，因此稱之為

20、解算用戶邏輯。解算過程中所用的計數(shù)器、定時器，內(nèi)部繼電器等編程元件為相應存儲單元的即時值，而輸入繼電器，輸出繼電器則用的是內(nèi)存映象值。在一個掃周期內(nèi)，某個輸入信號的狀態(tài)不管外部實際情況是否己經(jīng)變化，對整個用戶程序是一致的，不會造成結(jié)果混亂。 (5)輸出結(jié)果 將本次的掃描過程中解算最新結(jié)果送到輸出模塊取代前一次掃描解算的結(jié)果，也稱為輸出刷新。解算用戶邏輯到用戶程序為止，每一步所得到的輸出信號被存入輸出信號寄存表并未發(fā)送到輸出模塊，相當于輸出信號被輸出門阻隔，待全部解算完成后打開輸出門一并輸出，所用輸出信號由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應開關(guān)動作。驅(qū)動用戶輸出設(shè)備即DCS的實際輸出。 在依次

21、完成上述五個步驟操作后DCS又開始進行下一次掃描。如此不斷的反復循環(huán)掃描，實現(xiàn)對全過程和設(shè)備的連續(xù)控制，直至接收到停止命令、停電、或出現(xiàn)故障。 3 DCS的編程語言--梯形圖 梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路圖，它簡單，直觀，易讀，好懂，是DCS中普遍采用的一種編程方式。梯形圖中沿用了繼電器線路的一些圖形符號，這些圖形符號被稱為編程元件，每一個編程元件對應有一個編號。不同廠家的DCS，其編程元件的多少和編號方法不盡相同，但是基本的元件和功能很相近。 梯形圖有如下特點。 ①梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個繼電器為一個邏輯行，稱為梯形。每一個邏輯行起始于左母線，然后是觸點的各

22、種聯(lián)接，最后是線圈，整個圖形呈梯形。 ②梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電器，它實質(zhì)上是變量存儲器中的位觸發(fā)器，因此稱為軟繼電器，相應的某位觸發(fā)器為真態(tài)，表示該繼電器通電，其常開觸點閉合，常閉觸點打開。 梯形圖中的繼電器的線圈的定義是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器以外，還包括定時器、計數(shù)器等。 ③梯形圖中，一般情況下某個編號的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器的觸點是可以被無限制的引用，既可是常開觸點也可以是常閉觸點。 ④梯形圖是DCS形象化的編程方式，其左右兩側(cè)的母線不接任何電源，因而圖中各個支路也沒有真實的電流通過，但是為了方便，常用有電流來形象的描述解算中滿足輸出

23、線圈的動作條件。所以僅僅是概念上的電流，而且認為它只能從左向右流動，層次的改變只能是先上后下。3.4可編程序控制器DCS的優(yōu)點 ①能適應工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，不要求空調(diào)，能抗電磁干擾與電壓沖擊。 ②簡單，易于使用，不必要求微機軟硬件方面的知識，編程不需要高級語言。 ③可靠性高，平均故障間隔時間(MTBF)超過20000小時。 ④編程或修改程序容易，程序可以保存和固化。 ⑤體積小，價格低。 ⑥可直接將數(shù)據(jù)送入處理器中，可直接連接到現(xiàn)場。 ⑦可在基本系統(tǒng)上擴展，系統(tǒng)容易配置，與負載最遠距離可達10000英尺，內(nèi)存可以擴展。 ⑧有很強的通訊功能，可與多種支持設(shè)備連接。 ⑨系統(tǒng)化，有標

24、準外圍接口模塊。 ⑩系統(tǒng)在一種現(xiàn)場不需要時，仍可改在另一種現(xiàn)場上使用等一系列優(yōu)點。 4 SYSMAC-C系列P型機概述 本原理圖是采用CP20實現(xiàn)的，基于原理圖所用I/O接口點數(shù)較少，無需擴展單元，快速響應輸入點與外部中斷輸入點公用，實現(xiàn)單循環(huán)控制，不需要有可選擇輸入時間常數(shù)的過濾器，配置簡單，經(jīng)濟適用，可使用個人計算機進行輔助設(shè)計。 C20P的通道分配：是指對DCS內(nèi)的每個通道和每個繼電器都分配給一個地址號，以便CPU能夠識別。在OMRON公司C系列的DCS中，每個通道由16位組成，或者說在一個通道中包含16個“繼電器”。 (1)輸入/輸出繼電器通道（I/

25、O）的分配 P型機的輸入/輸出繼電器通道（CH）分配是固定的，00~04CH是輸入繼電器通道，05~09CH是輸出繼電器通道，不同型號的DCS機的基本單位和擴展單位所能使用的通道號是不同的。 每個輸入/輸出繼電器的編號為四位十進制數(shù)，前兩位表示通道號，后兩位表示位號，即該通道中的某一位。 對C20P基本單元，輸入繼電器（輸入點）為12個，占用的輸入點是00CH的0000~0011；輸出繼電器（輸出點）共8個，占用的輸出點是05CH的0500~0507。 （2）內(nèi)部輔助繼電器（IR）通道的分配 在P型機中共有136個內(nèi)部輔助繼電器，其通道號

26、為10~18CH，占用的地址為1000~1807，注意，內(nèi)部輔助繼電器不能接負載。 (3)定時器和計數(shù)器通道（TIM/CNT） 在P型機中的定時器（TIM）,高速定時器（TIMH），計數(shù)器（CNT），可逆計數(shù)器（CNTR）,共計48個，編號為00~47，它們即可用于定時器，用可用于計數(shù)器，但如果已經(jīng)用作定時器（如TIM01），則這個編號就不能再用作計數(shù)器（如CNT01）。如果程序中使用高速計數(shù)器，則TIM/CNT47作為專用存放高速計數(shù)器當前值的計數(shù)器，不能再作它用。 當電源斷電時，定時器被復位，而計數(shù)器不能被復位，其計數(shù)的當前值保持不變。 5水箱

27、水位自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 確定DCS所需的各類繼電器，對各元件編號，如下表所示。 表6.1輸入/輸出端口地址分配 輸入 輸出 定時器 名稱 地址 名稱 地址 名稱 地址 S1 1000 M 0500 4秒延時 TIM02 S2 1001 Y 0501 產(chǎn)生1秒時鐘 TIM00 S3 1002 TIM01 S4 1003 5.1 DCS的外部輸入輸出電路 （圖6-1DCS的外部輸入輸出電路） S1: 水箱水位上限 S2: 水箱水位下限 S3: 水槽水位上限 S4: 水槽水位下限 M: 抽水泵 Y:

28、補水泵 高 低 高 低 開始 水槽水位 補水泵停止 補水泵啟動 水塔水位 水泵啟動 水泵停止 結(jié)束 （圖6-2 水箱水位系統(tǒng)流程圖） （１）輸入COM端和電源０Ｖ連接輸入端和水箱水位自動控制系統(tǒng)輸入端連接 （２）輸出COM端串聯(lián)連接和電源２４Ｖ連接（COM０－COM１－COM２－COM３－COM４－COM５－COM６－COM７－COM８－電源２４Ｖ）輸出端（OUT端）和水箱水位自動控制系統(tǒng)試驗模板輸入端相連（OUT O1－Y，OUT O2－M，） 5.2 Ｉ／Ｏ分配： 輸入 調(diào)試單元 DCS內(nèi)部 說明 I000 000ＣＨ00 啟動按鈕 I001

29、S1 000ＣＨ01 水箱水位上限 I002 S2 000ＣＨ02 水箱水位下限 I003 S3 000ＣＨ03 水槽水位上限 I004 S4 000ＣＨ04 水槽水位下限 輸出調(diào)試單元 ＰＬＣ內(nèi)部 說明 Ｏ001 010CH01 Y Ｏ002 010CH02 M 5.3 程序說明 當啟動按鈕(IN I0)打開，若水槽水位低于水位下限時時，補水閥（Y）抽水。若水槽水位高于水位上限時，補水閥（Y）關(guān)閉，停止抽水。同時，當水箱水位低于水位下限時，并且水槽水位高于水位下限時時,抽水泵(M) 抽水(即M燈亮)。當水箱水位高于水位上限時時，抽水泵(M)關(guān)閉，停止抽水。若水箱水位低于水位下

30、限，水槽水位低于水槽水位下限時,抽水泵（M）不抽水。 5、4梯形圖和語句表 （圖5-3梯形圖） .5.5語句表 六 結(jié)束語 1 系統(tǒng)的優(yōu)點 （一）高可靠性 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （二）豐富的I/O接口模塊 DCS針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號。 （三）采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型DCS以外，絕大多數(shù)DCS均采用模塊化。 （四）編程簡單易學 編程多采用類似繼電器控制線路的梯形圖形式。 （五）安裝簡單，維修方便 使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與DCS相應的I/O端

31、相連接，各種模塊上均有運行和故障指示裝置。 2 結(jié)束語 現(xiàn)代傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和新工藝、新材料的發(fā)展為智能檢測系統(tǒng)的發(fā)展帶來了前所未有的奇跡。在工業(yè)、國防、科研等許多應用領(lǐng)域，智能檢測系統(tǒng)正發(fā)揮著越來越大的作用。檢測設(shè)備就像神經(jīng)和感官，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人們認識自然、改造自然的有力工具。  本課題研究的主要內(nèi)容是“水箱水位自動控制系統(tǒng)”。水位控制在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域中應用相當廣泛，比如水箱、地下水、水電站等情況下的水位控制。而以往水位的檢測是由人工完成的，值班人員全天候地對水位的變化進行監(jiān)測，用有線電話和時把水位

32、變化情況報知主控室。然后主控室再開動電機進行給排水。很顯然上述重復性的工作無論從人員、時間和資金上都將造成很大的浪費。同時也容易出差錯。因此急需一種能自動檢測水位，并根據(jù)水位變化的情況自動調(diào)節(jié)的自動控制系統(tǒng)，我所研究的就是這方面的課題。 水位檢測可以有多種實現(xiàn)方法，如機械控制、邏輯電路控制、機電控制等。本設(shè)計采用傳感器檢測進行主控制，在水池上安裝超聲波傳感器水位裝置。把測量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應的電信號。 隨著科學技術(shù)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動控制供水技術(shù)在小區(qū)已普遍使用。用DCS來實現(xiàn)自動供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動平穩(wěn)，啟動電流小，避免了電機

33、啟動時對電網(wǎng)的沖擊，延長了泵和閥門等的使用壽命。供水控制系統(tǒng)提高了小區(qū)的供水質(zhì)量。各項控制指標達到了用戶的要求。高度智能化，系列標準化是未來供水設(shè)備適應供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。隨著DCS飛速發(fā)展，基于DCS的水箱水位自動控制系統(tǒng)以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點將在供水領(lǐng)域得到更為廣泛的應用，使我國供水行業(yè)不斷向前發(fā)展。 參考文獻 [1] 魏志精.可編程控制器件應用技術(shù) 電子工業(yè)出版社 1995 [2] 江秀漢 湯楠.可編程控制原理與應用（第二版）西安：西安電子科技大學出版社 2019 [3] 史志強．水廠自動化控制系統(tǒng)中可編程控制器的應用[J]．福州大學學報（自然

34、科學版），2019，26(6)：44～47 [4] DCS應用開發(fā)技術(shù)與工程實踐 北京：人民郵電出版社 2019.9 [5] 廖常初 DCS編程和應用 北京：機械工業(yè)出版社 2019.9 [6] 宋序彤. 我國城市供水發(fā)展有關(guān)問題分析[J]．城鎮(zhèn)供水．2019，2：22～2 [7] 路林吉 可編程控制器原理和應用 清華大學出版社 200.9 [8] 李國厚 張發(fā)玉.DCS原理與應用 北京： 清華大學出版社 2019 [9] 程周 電氣控制與DCS原理和應用.北京：電子工業(yè)出版社，2019 致 謝 本論文設(shè)計在楊斌山老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題

35、選擇到具體的寫作過程，無不凝聚著楊老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)論文寫作期間，楊老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向楊老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這三年中給予了我?guī)椭椭笇У乃欣蠋煴硎居芍缘闹x意，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 我還要感謝同組的各位同學，在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。