基于plc的某水产养殖控制系统仿真设计【字数：14016】
摘 要 本系统设计的某水产养殖控制系统主要由可编程控制器、探测器、执行机构等组成，本系统主要对鱼类水产养殖进行研究。可编程控制器作为控制系统的大脑，按照工艺说明分析，对各种外部输入信号按照水产养殖系统的工艺分析结果及程序设计流程，完成系统各项工艺功能的实现，通过上位机系统将当前的状态进行显示和参数设定等控制。按照方案的选择和设备型号的选择，采用的可编程控制器为西门子S7-200 CPU226 EM231系列，该可编程控制器设计小巧，功能强大，运行稳定。本系统设计首先进行工艺分析，确定该系统设计的工艺控制方案，完成系统硬件部分的型号选择计算以及总体控制方案的设计。在此基础上进行硬件分析和图纸设计，完成工艺流程图的设计以及程序的编写，通过程序仿真设计以及上位机联机调试和修改，系统安全可靠、使用灵活、扩展性强、开发周期短，后期修改方便，达到本设计的工艺要求，以及为后期系统升级改造创造条件。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 课题研究的内容 1
1.3 课题研究的思路 1
第二章 水产养殖控制系统的总体设计 3
2.1 水产养殖的工艺要求 3
2.2 系统的总体方案设计 3
2.3 可编程控制器的选型 5
2.3.4 模拟量扩展模块的选型 9
2.4 水位传感器的选型 10
2.5溶解氧传感器的选型 11
2.6 电动机的选型 13
第三章 水产养殖控制系统的硬件设计 14
3.1 硬件设计的思路分析 14
3.2 主电路的设计 14
3.3 可编程控制器IO接口电路的设计 17
第四章 水产养殖控制系统的软件设计 19
4.1 I/O分配设计 19
4.2 编程软件的介绍 20
4.3 程序设计流程图 21
4.4 程序设计 23
4.5 程序仿真调试 27
第五章 水产养殖控制系统的上位机设计 30
5.1上位机设计 30
5.2上位机仿真 30
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 35
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
在水产养殖业，经常需要对池塘的水位和水内氧气含量、浑浊度等进行管理，保证养殖物能够按照周期成长，使收益最大化。以往的池塘水位控制和氧气含量以及浑浊度控制控制都是依靠养殖人员的经验进行控制，这样过多的依靠养殖经验，并不能达到理想的管理效果，为了解决此问题，需要对池塘的水位和水内氧气含量以及浑浊度进行自动控制。水位主要依靠给水泵向池内注水，当水位过高时，需要通过排水泵进行排水；氧气含量需要依靠充氧机进行充氧，当浑浊度达到上限时，需要启动循环水泵和药物消毒设备。为了达到自动化控制的目的，本课题设计将对水产养殖自动控制系统进行设计。
系统设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统工艺控制的目的。本系统设计在详细了解控制系统的工艺要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的工艺目的。可编程控制器可靠性能高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。根据本课题研究的工艺对象，采用可编程控制器进行系统设计，对本人大学学习期间的总结和实战，在认真学习可编程控制器的硬件手册和软件教程的基础上，完成图纸设计及程序编写和调试，达到系统的工艺要求。
1.2 课题研究的内容
按照水产养殖控制系统的设计，需要对池塘的水位和水内氧气含量以及浑浊度进行自动控制。水位主要依靠给水泵向池内注水，当水位过高时，需要通过排水泵进行排水；氧气含量需要依靠充氧机进行充氧，当浑浊度达到上限时，需要启动循环水泵和药物消毒设备。通过以上的基本工艺，对循环水泵、排水泵、给水泵、投食机、药物消毒设备等进行控制，通过硬件设计及软件编程达到控制的目的。
1.3 课题研究的思路
按照水产养殖控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体工艺，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案，对方案进行综合比较，选择最佳设计策略。按照系统选择的最佳策略进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，对传感器进行具体型号选择，以及其他的控制电气元件的型号。根据选择的设备电气元件型号详细分析总体设计方案，保证工艺控制的基本要求。硬件设计部分进行设计分析，明确硬件设计的基本要求，包括预留扩展、系统安全保护、以及电路的设计详细分析等，使用AUTO CAD软件完成系统的硬件图纸设计，并分析图纸接线的具体设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统工艺控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑工艺功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到工艺设计的要求。为了保证系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
（1）对水产养殖控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。
第二章 水产养殖控制系统的总体设计
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 课题研究的内容 1
1.3 课题研究的思路 1
第二章 水产养殖控制系统的总体设计 3
2.1 水产养殖的工艺要求 3
2.2 系统的总体方案设计 3
2.3 可编程控制器的选型 5
2.3.4 模拟量扩展模块的选型 9
2.4 水位传感器的选型 10
2.5溶解氧传感器的选型 11
2.6 电动机的选型 13
第三章 水产养殖控制系统的硬件设计 14
3.1 硬件设计的思路分析 14
3.2 主电路的设计 14
3.3 可编程控制器IO接口电路的设计 17
第四章 水产养殖控制系统的软件设计 19
4.1 I/O分配设计 19
4.2 编程软件的介绍 20
4.3 程序设计流程图 21
4.4 程序设计 23
4.5 程序仿真调试 27
第五章 水产养殖控制系统的上位机设计 30
5.1上位机设计 30
5.2上位机仿真 30
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 35
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
在水产养殖业，经常需要对池塘的水位和水内氧气含量、浑浊度等进行管理，保证养殖物能够按照周期成长，使收益最大化。以往的池塘水位控制和氧气含量以及浑浊度控制控制都是依靠养殖人员的经验进行控制，这样过多的依靠养殖经验，并不能达到理想的管理效果，为了解决此问题，需要对池塘的水位和水内氧气含量以及浑浊度进行自动控制。水位主要依靠给水泵向池内注水，当水位过高时，需要通过排水泵进行排水；氧气含量需要依靠充氧机进行充氧，当浑浊度达到上限时，需要启动循环水泵和药物消毒设备。为了达到自动化控制的目的，本课题设计将对水产养殖自动控制系统进行设计。
系统设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统工艺控制的目的。本系统设计在详细了解控制系统的工艺要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的工艺目的。可编程控制器可靠性能高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。根据本课题研究的工艺对象，采用可编程控制器进行系统设计，对本人大学学习期间的总结和实战，在认真学习可编程控制器的硬件手册和软件教程的基础上，完成图纸设计及程序编写和调试，达到系统的工艺要求。
1.2 课题研究的内容
按照水产养殖控制系统的设计，需要对池塘的水位和水内氧气含量以及浑浊度进行自动控制。水位主要依靠给水泵向池内注水，当水位过高时，需要通过排水泵进行排水；氧气含量需要依靠充氧机进行充氧，当浑浊度达到上限时，需要启动循环水泵和药物消毒设备。通过以上的基本工艺，对循环水泵、排水泵、给水泵、投食机、药物消毒设备等进行控制，通过硬件设计及软件编程达到控制的目的。
1.3 课题研究的思路
按照水产养殖控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体工艺，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案，对方案进行综合比较，选择最佳设计策略。按照系统选择的最佳策略进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，对传感器进行具体型号选择，以及其他的控制电气元件的型号。根据选择的设备电气元件型号详细分析总体设计方案，保证工艺控制的基本要求。硬件设计部分进行设计分析，明确硬件设计的基本要求，包括预留扩展、系统安全保护、以及电路的设计详细分析等，使用AUTO CAD软件完成系统的硬件图纸设计，并分析图纸接线的具体设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统工艺控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑工艺功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到工艺设计的要求。为了保证系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
（1）对水产养殖控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。
第二章 水产养殖控制系统的总体设计
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