基于PLC變頻器觸摸屏的水位控制設計

1、 基于PLC、變頻器、觸摸屏的水位控制設計1項目描述1.1、項目控制要求有一水箱可向外部用戶供水，用戶用水量不穩(wěn)定，有時大有時少。水箱進水可由水泵泵入，現(xiàn)需對水箱中水位進行恒液位控制，并可在0200mm(最大值數(shù)據(jù)可根據(jù)水箱高度確定)范圍內進行調節(jié)。如設定水箱水位值為100mm時，則不管水箱的出水量如何，調節(jié)進水量，都要求水箱水位能保持在100cm位置，如出水量少，則要控制進水量也少，如出水量大，則要控制進水量也大。水箱如圖17-1所示。圖17-1 水箱示意圖1.2控制思路因為液位高度與水箱底部的水壓成正比，故可用一個壓力傳感器來檢測水箱底部壓力，從而確定液位高度。要控制水位恒定，需用PID算

2、法對水位進行自動調節(jié)。把壓力傳感器檢測到的水位信號420mA送入至PLC中，在PLC中對設定值與檢測值的偏差進行PID運算，運算結果輸出去調節(jié)水泵電機的轉速，從而調節(jié)進水量。水泵電機的轉速可由變頻器來進行調速。1.3元件選型1. PLC及其模塊選型 PLC可選用S7-200 CPU224，為了能接收壓力傳感器的模擬量信號和調節(jié)水泵電機轉速，特選擇一塊EM235的模擬量輸入輸出模塊。2. 變頻器選型 為了能調節(jié)水泵電機轉速從而調節(jié)進水量，特選擇西門子sinamics G110的變頻器。3. 觸摸屏選型 為了能對水位值進行設定其對系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控，特選用西門子人機界面TP170B觸摸屏。2 EM

3、235模塊2.1EM235的端子與接線SIEMENS S7-200模擬量擴展EM235含有 4路輸入和1路輸出，為12位數(shù)據(jù)格式，其端子及接線圖如圖17-2所示。RA、A+、A-為第一路模擬量輸入通道的端子，RB、B+、B-為第二路模擬量輸入通道的端子，RC、C+、C-為第三路模擬量輸入通道的端子，RD、D+、D-為第四路模擬量輸入通道的端子。M0、V0、I0為模擬量輸出端子，電壓輸出大小為-10V+10V，電流輸出大小為020mA。L+、M接EM235的工作電源。 圖17-2 EM235端子接線圖 在圖17-2中，第一路輸入通道的輸入為電壓信號輸入的接法，第二路輸入通道為電流信號輸入的接法。

4、若模擬量輸出為電壓信號，則接端子V0與M0。2.2DIP設定開關EM235有6個DIP設定開關，如圖17-3所示。通過設定開關，可選擇輸入信號的滿量程和分辨率，所有的輸入信號設置成相同的模擬量輸入范圍和格式，如表17-1所示。圖17-3 DIP設定開關表17-1 DIP開關設定表 如本項目中壓力傳感器輸出420mA的信號至EM235，該信號為單極性信號，DIP開關應設為：ON、OFF、OFF、OFF、OFF、ON。2.3EM235的技術規(guī)范EM235技術規(guī)范具體如表17-2所示。表17-2 EM235技術規(guī)范3 項目實現(xiàn)3.1PLC的I/O分配及電路圖1. PLC的I/O分配PLC的I/O分配

5、如下：啟動按鈕：I0.0停止按鈕：I0.1Q0.0：控制水泵電機運行2. 電路圖PLC與壓力傳感器、變頻器的連接電路如圖17-3所示。圖17-3 電路圖3.2變頻器參數(shù)設置sinamics G110變頻器參數(shù)設置如表17-3所示。參數(shù)號參數(shù)名稱設定值說明P0304電機額定電壓220VP0305電機額定電流0.5單位：AP0306電機額定功率單位：KWP0310電機額定頻率50單位：HzP0311電機額定轉速1460單位：RPMP0700選擇命令信號源2由端子排輸入P1000選擇頻率設定值2模擬設定值P1080最小頻率5單位：Hz3.3PLC編程編程符號表如表17-4所示。表17-4 符號表PLC程序如圖17-4所示。 圖17-4 P