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第三章基于PLC、变频器、触摸屏的水位控制第一节项目描述一、项目控制要求有一水箱可向外部用户供水，用户用水量不稳定，有时大有时少水箱进水 可由水泵泵入，现需对水箱中水位进行恒液位控制，并可在0〜200mm（最大值数 据可根据水箱高度确定）范围内进行调节如设定水箱水位值为100mm时，贝IJ不 管水箱的出水量如何，调节进水量，都要求水箱水位能保持在100cm位置，如 出水量少，则要控制进水量也少，如出水量大，则要控制进水量也大水箱如图 17-1所示图17-1水箱示意图二、控制思路因为液位高度与水箱底部的水压成正比，故町用一个压力传感器来检测水箱底部压力， 从而确定液位高度要控制水位恒定，需用PID算法对水位进行自动调节把压力传感器 检测到的水位信号4〜20mA送入至PLC中，在PLC中对设定值与检测值的偏差进行PID运 算，运算结果输出去调节水泵电机的转速，从而调节进水量水泵电机的转速可山变频器来进行调速三、元件选型1. PLC及其模块选型PLC可选用S7-200 CPU224,为了能接收压力传感器的模拟最 信号和调节水泵电机转速，特选择一块EM235的模拟量输入输出模块2. 变频器选型 为了能调节水泵电机转速从而调节进水量，特选择西门子sinamics G110的变频器。

3. 触摸屏选型为了能对水位值进行设定其对系统运行状态的监控，特选用西门子人 机界面TP170B触换屏第二节EM235模块一、EM235的端子与接线SIEMENS S7-200模拟量扩展EM235含有4路输入和1路输出，为12位数据格式， 其端子及接线图如图17-2所示RA、A+、A-为第一•路模拟量输入通道的端子，RB、B+、 B-为第二路模拟量输入通道的端子，RC、C+、C-为第三路模拟量输入通道的端子，RD、 D+、D-为第四路模拟量•输入通道的端子MO、VO、I0为模拟量输出端子，电压输出大小 为-10V~+10V,电流输出大小为0~20mAL+、M接EM235的工作电源24VDC乜海和公共描蚤S濯TI- /a— 华喊田m 1

到5V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON到 20mA5pAOFFONOFFOFFOFFON到 10V2.5mV双板性渚重程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF25mV12.5OFFONOFFONOFFOFF50mV25WOFFOFFONONOFFOFF100mV50pVONOFFOFFOFFONOFF250mV125pVOFFONOFFOFFONOFF500250pV500pVOFFOFFONOFFONOFF1VONOFFOFFOFFOFFOFF2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF10V5mV如本项目中压力传感器输出4〜20mA的信号至EM235,该信号为单极性信号，DIP开 关应设为：ON、OFF、OFF、OFF、OFF、ONC三、EM235的技术规范EM235技术规范具体如表17-2所示通用技木发电尺寸(WxiD)功 **(♦€)71 2mm x 80x62 mm186g2W物HIl/颁鱼4

至 10V，0至5V 0到 1V,0到 500mV. 0l4l00mV.0ll 50mV 10V. 5V. 2 5V 1V. 500mV 250mV. 100mV 50mV, 25mV 0 至20mA韵入分辨率 电压（单4R性）电XE （双楔性） 电流见袤A・13811以fit方敷字堡的*换的阊< 250 u8探拟at*入阶歌*应1 5ms 到 95%共祺抑"40dB.DC 到 60Hz共镇电压伉号电压加共tfl电压（必须W1 2V）输出彼木规范质拟flUti出点败1无（I号范BJ 电压愉出 电注输出110V0 20mA分耕率全箴程电压电流12位11位般据字格式电压电流-3200014*32000 0X1*32000特度最差情汉.（0・—5P） 电压输出 电流徐出满童程的2%满量程的2%典型情民（25*0电压输出电流输出潢章程的05%清最程的05%设置时间电压徐出电流输出100US 2mS跃大驱动电压输出电流输出最小50000虽大5Q0C第三节项目实现一、PLC的I/O分配及电路图1. PLC的1/0分配PLC的I/O分配如下：启动按钮：10.0停止按钮：10.1Q0.0：控制水泵电机运行2. 电路图PLC与压力传感器、变频器的连接电路如图17-3所示。

图17-3电路图二、变频器参数设置sinamics G110变频器参数设置如表17-3所示参数号参数名称设定值说明P0304电机额定电压220VPO3O5电机额定电流0.5单位：AP0306电机额定功率单位：KWP0310电机额定频率50单位：HzP0311电机额定转速1460单位：RPMP0700选择命令信号源2山端子排输入P1000选择频率设定值2模拟设定值P1080最小频率5单位：Hz三、PLC编程编程符号表如表17-4所示表17-4 符号表1 符号 1地址注释 |设定值VD204范围为0至1的实数回路增益VD212采样时间VD216积分时间VD220微分时间VD224控制量输出VD208范围加至1的实数检删值VD200范围规至1的卖数启动I0.0停止10.1触摸屏液位设定值VD100虹围为至2的实数触摸屏显示液位值VD110范围加至2加的实数PLC程序如图17-4所小oKM oaoI 220、触摸屏监控触摸屏监控画面如图17-5、17-6和17-7所示。

水位控制系统#####当前水位######PID参数设置画面水位监示画面图17-5水位控制画面PID参数设置画水位设定值######积分时间-000微分时间0.0系统画面水位监示画面图17-6 PID参数设置画面水位监控画水位设定值0E当前水位值0.0200015:02:4315:04:2320002009-2-19SW—变量连接值 趋势—11检测值I2009-2-19########|200系统画面—PID参数设置画面。