2010楊杰PLC在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用(共32頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上華東交通大學(xué)理工學(xué)院Institute of Technology. East China Jiaotong University 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) Graduation Design （2010 2014年）題 目 PLC在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 論文結(jié)構(gòu)部清晰，建議第一章緒論，包含研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，自己的研究目標(biāo)以及研究的內(nèi)容；第二章寫(xiě)整體方案的設(shè)計(jì)；第三章寫(xiě)硬件設(shè)計(jì)；第四章軟件設(shè)計(jì)；第五章仿真最后結(jié)論； 分 院： 電氣與信息工程分院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電力2010-1 學(xué) 號(hào)： 321 學(xué)生姓名： 楊杰 指導(dǎo)教師： 李房云 起訖日期： 20

2、13.122014.5 專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)摘 要在當(dāng)代社會(huì)，世界人口的不斷增長(zhǎng)和水資源的日益緊缺，日常生活和工農(nóng)業(yè)中的供水問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻，故對(duì)供水系統(tǒng)的水位進(jìn)行精確的測(cè)量和控制越來(lái)越重任務(wù)書(shū)要求的是水塔水位的控制，沒(méi)有涉及到生活用水以及工農(nóng)業(yè)的供水問(wèn)題，這里寫(xiě)這個(gè)不合適；要。PLC因?yàn)橛兄菀拙幊?、使用?jiǎn)單、方便維修、可靠度高、極強(qiáng)的抗干擾能力和機(jī)電一體化等特點(diǎn)，所以利用PLC對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量和控制有著廣闊的前景。本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于PLC控制的供水控制系統(tǒng)要切合自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，任務(wù)書(shū)要求是水塔水位控制系統(tǒng)，不是供水控制，主控制機(jī)是PLC可編程控制器。該設(shè)計(jì)針對(duì)性的對(duì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)里各個(gè)功能進(jìn)行了

3、分析，并且文中對(duì)系統(tǒng)各個(gè)器件的結(jié)構(gòu)、操作流程，以及工作時(shí)協(xié)調(diào)控制的辦法都有所講都有所講解，那么你的設(shè)計(jì)核心是什么？這里寫(xiě)的太籠統(tǒng)，顯得論文沒(méi)有主題，設(shè)計(jì)沒(méi)有中心！解。本系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確自動(dòng)控制同時(shí)，還將供水的質(zhì)量還是供水的問(wèn)題，這個(gè)設(shè)計(jì)要把重心放在水位控制上。進(jìn)行了提高。并且此控制系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)供水系統(tǒng)不是你研究的重心！還有著降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提升勞動(dòng)效率等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：水塔水位控制、PLC、自動(dòng)控制系統(tǒng)AbstractIn contemporary society, the world's growing population and the growing scarcity o

4、f water resources, the water supply problem in daily life and industrial and agricultural is increasingly severe, so the water level for the water supply system for precise measurement and control of more and more important. PLC with easy programming, simple to use, convenient maintenance, high reli

5、ability, strong anti-interference ability and characteristics of electromechanical integration, so the use of PLC to measure and control the water level has a broad prospect.This design is a water supply control system based on PLC control, the main control unit is PLC programmable controller. The d

6、esign corresponding to the water tower water level automatic control system in each function is analyzed, and the various devices to the system structure, operation process, and work coordination control method are explained. This system in the realization of the accurate automatic control at the sa

7、me time, will also improve the quality of the water supply. Compared with the traditional water supply system and the control system and the reduction of labor intensity and improve labor efficiency, etc.Key words: Water tower water level control, PLC, Automatic control system目 錄中文摘要1英文摘要2目 錄31 緒論52

8、 可編程控制器6 2.1 可編程控制器的簡(jiǎn)介 6 2.2 發(fā)展歷史與展望 6 2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)7 231 中央處理單元(CPU) 8232 存儲(chǔ)器8233 輸入/ 輸出 9234 編程器 10 234 電源 10 2.4 PLC的運(yùn)作方式10 2.5 可編程控制器的選型113 PLC水塔水位控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)13 3.1 水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)13311 水塔水位控制裝置13312 水塔水位的工作要求13 3.2 水塔水位控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)14 3.3 輸入/輸出接口分設(shè)計(jì) 14331 水塔水位控制系統(tǒng)的輸入/輸出設(shè)備 14332 水塔水位控制系統(tǒng)的輸入/輸出借口分配表 154 PLC水塔

9、水位控制系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)16 4.1 程序流程圖設(shè)計(jì)16 4.2 工作過(guò)程分析與梯形圖程序設(shè)計(jì)17421 工作過(guò)程分析17422 梯形圖程序設(shè)計(jì)175 組態(tài)仿真21 5.1 組態(tài)軟件21 511 組態(tài)軟件的概念21 5 12組態(tài)軟件的發(fā)展與展望21 5 13組態(tài)軟件的功能22 5.2 WINCC組態(tài)畫(huà)面仿真22總 結(jié)29參考文獻(xiàn)30后 記311 緒 論緒論過(guò)于簡(jiǎn)單，內(nèi)容不夠充實(shí)，并有離題現(xiàn)象，此外應(yīng)該補(bǔ)充幾個(gè)部分：其一是國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀，二、本課題的研究目的；三、本課題研究的內(nèi)容等從古至今，用水、供水一直是人民生活中最不可或缺的環(huán)節(jié)之一。我國(guó)雖然地大物博，但是人均占水資源量卻僅為世界人均水平的

10、1/4,所以生活供水如何能做到準(zhǔn)確、安全、充足是個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。再者改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)在工業(yè)方面取得了卓著的成就，與世界上發(fā)達(dá)國(guó)家間的差距逐漸縮小。顯然科技上的開(kāi)拓創(chuàng)新是工業(yè)蓬勃發(fā)展的核心力量，然而大家往往會(huì)忽視工業(yè)發(fā)展最重要的基礎(chǔ)設(shè)施給水工程。工廠(chǎng)只要一斷水，必將無(wú)法正常運(yùn)作。所以不論在日常生活還是生產(chǎn)中對(duì)于供水系統(tǒng)必須滿(mǎn)足如下的基本要求：能夠隨時(shí)供應(yīng)充足的、水壓平穩(wěn)的、水質(zhì)優(yōu)良的生活和工農(nóng)業(yè)用水。你這里寫(xiě)的是供水系統(tǒng)的問(wèn)題，和水塔水位的關(guān)系不夠緊密，也沒(méi)有任何語(yǔ)句加強(qiáng)他們的聯(lián)系！就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，給水系統(tǒng)作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，由水泵從地下水管想城市自來(lái)水長(zhǎng)補(bǔ)給，水塔、層頂水箱等作為基

11、本儲(chǔ)水設(shè)備給大部分的生活、工農(nóng)業(yè)供水系統(tǒng)供水。標(biāo)點(diǎn)不合適！后面關(guān)系應(yīng)該是聯(lián)系在一起的。但控制準(zhǔn)確度不高、能源消耗大、可靠性與抗干擾能力差等缺點(diǎn)都是以往傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)所不可避免的。所以建立一個(gè)能夠精確控制、可靠性高的供水系統(tǒng)顯得日益重要。還是講的供水系統(tǒng)！可編程控制器（PLC）作為一種以微處理器為核心的裝置，在自動(dòng)化工業(yè)中有著應(yīng)用廣泛，PLC所具有的容易編程、可靠性高、方便維修等諸多優(yōu)點(diǎn)，能完美的滿(mǎn)足順序邏輯控制應(yīng)用的種種需要，所以PLC控制逐步取代傳統(tǒng)的水位控制方式。以往的供水系統(tǒng)在對(duì)容器里的水位進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)往往精準(zhǔn)度不高，使水位總是不能控制在原本要求的位置，但采用PLC技術(shù)后很好的解決了傳

12、統(tǒng)供水系統(tǒng)里的那些問(wèn)題，讓水位準(zhǔn)確的控制在要求位置。本論文將向大家介紹“PLC基于水塔水位控制系統(tǒng)”的軟件、硬件設(shè)計(jì)及相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)PLC控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合使水塔內(nèi)的水位能夠穩(wěn)定的維持和精確的控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更為高效的節(jié)能。2 可編程控制器2.1 可編程控制器的簡(jiǎn)介可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC），一種具有微語(yǔ)句不通處理機(jī)寫(xiě)處理器更合適的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器Plc也可以控制模擬量，所以單純寫(xiě)數(shù)字邏輯控制器不是很合適。，可以將控制指令隨時(shí)加載內(nèi)存內(nèi)儲(chǔ)存與執(zhí)行?？删幊炭刂破饔蓛?nèi)部CPU，指令及資料內(nèi)存PLC內(nèi)有

13、資料內(nèi)存？什么是資料內(nèi)存？、輸入輸出單元、電源模組“電源模組”應(yīng)該是電源模塊才對(duì)；、數(shù)字模擬數(shù)字模擬是個(gè)單元還是模塊？表達(dá)不清楚等單元所模組化模組化的表達(dá)不清楚；組合成。廣泛應(yīng)用于目前的工業(yè)控制領(lǐng)域這句話(huà)缺少主語(yǔ)；。在可編程邏輯控制器出現(xiàn)之前，一般要使用成百上千的繼電器以及計(jì)數(shù)器才能組成具有相同功能的自動(dòng)化系統(tǒng)首先這句話(huà)和前面的那句話(huà)沒(méi)有銜接關(guān)系；另外可編程控制器是個(gè)控制器不是系統(tǒng)，和后面所提及的自動(dòng)化系統(tǒng)不匹配；，而現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)編程的簡(jiǎn)單的可編程邏輯控制器模塊你這里可編程邏輯又變成了模塊？基本上已經(jīng)代替了這些大型裝置你一個(gè)可編程模塊可以代替一個(gè)系統(tǒng)嗎？?？删幊踢壿嬁刂破鞯南到y(tǒng)程序一般在出廠(chǎng)前已

14、經(jīng)初始化完畢，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要自行編輯相應(yīng)的用戶(hù)程序來(lái)滿(mǎn)足不同的自動(dòng)化生產(chǎn)要求。最初的可編程邏輯控制器只有電路邏輯控制的功能寫(xiě)開(kāi)關(guān)量控制更合適，所以被命名為可編程邏輯控制器，后來(lái)隨著不斷的發(fā)展，這些當(dāng)初功能簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)模塊已經(jīng)有了包括邏輯控制，時(shí)序控制、模擬控制、多機(jī)通信等許多的功能，名稱(chēng)也改為可編程控制器（Programmable Controller），但是由于它的簡(jiǎn)寫(xiě)也是PC與個(gè)人電腦（Personal Computer ）的簡(jiǎn)寫(xiě)相沖突，也由于多年來(lái)的使用習(xí)慣，人們還是經(jīng)常使用可編程邏輯控制器這一稱(chēng)呼，并在術(shù)語(yǔ)中仍沿用PLC這一縮寫(xiě)?，F(xiàn)在工業(yè)上使用可編程邏輯控制器已經(jīng)相當(dāng)接近于一臺(tái)

15、輕巧型電腦所構(gòu)成，甚至已經(jīng)出現(xiàn)整合個(gè)人電腦（采用嵌入式操作系統(tǒng)）與PLC架構(gòu)的PC-BASE控制器，能透過(guò)數(shù)字或模擬輸入/輸出模組控制機(jī)器設(shè)備、制造處理流程、及其它控制模組的電子系統(tǒng)。PLC可接收（輸入）及發(fā)送（輸出）多種型態(tài)的電氣或電子信號(hào)，并使用他們來(lái)控制或監(jiān)督幾乎所有種類(lèi)的機(jī)械與電氣系統(tǒng)。12.2 發(fā)展歷史與展望可編程控制器的興起與美國(guó)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展的要求密不可分的。PLC 源起于1960年代，當(dāng)時(shí)美國(guó)通用汽車(chē)公司，為解決工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)調(diào)整時(shí)，繼電器順序控制系統(tǒng)之電路修改耗時(shí)，平時(shí)檢修與維護(hù)不易等問(wèn)題。在可編程邏輯控制器出現(xiàn)之前，汽車(chē)制造業(yè)中的一般控制、順序控制以及安全互鎖邏輯控制必

16、須完全依靠眾多的繼電器、定時(shí)器以及專(zhuān)門(mén)的閉回路控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。它們體積龐大、有著嚴(yán)重的噪音，不但每年的維護(hù)工作要耗費(fèi)大量的人力物力，而且繼電器-接觸器系統(tǒng)的排線(xiàn)檢修等工作對(duì)維護(hù)人員的熟練度也有著很高的要求。針對(duì)這些問(wèn)題，美國(guó)通用汽車(chē)公司在1968年向社會(huì)公開(kāi)招標(biāo)，要求設(shè)計(jì)一種新的系統(tǒng)來(lái)替換繼電器系統(tǒng)，并提出了著名的“通用十條”招標(biāo)指標(biāo)。隨后，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)這一設(shè)想，于1969年研制成功了第一臺(tái)PDP-14控制器，并在汽車(chē)自動(dòng)裝配線(xiàn)上使用并獲得成功。由于當(dāng)時(shí)系統(tǒng)主要用于順序控制、只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，所以被命名為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controlle

17、r，PLC）。最早期的PLC只具有簡(jiǎn)易之邏輯開(kāi)/關(guān)（on/off）功能，但比起傳統(tǒng)繼電器之控制方式，已具有容易修改、安裝、診斷與不占空間等優(yōu)點(diǎn)。1970年代初期，PLC引進(jìn)微處理機(jī)技術(shù)，使得PLC具有算術(shù)運(yùn)算功能與多比特之?dāng)?shù)字信號(hào)輸出/輸入功能，并且能直接以階梯圖符號(hào)進(jìn)行程序之編寫(xiě)。這項(xiàng)新技術(shù)的使用，在工業(yè)界產(chǎn)生了巨大的反響。日本在1971年從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并很快研制成功了自己的DCS-8可編程邏輯控制器，德、法在1973年至1974年間也相繼有了自己的該項(xiàng)技術(shù)。中國(guó)則于1977年研制成功自己的第一臺(tái)可編程邏輯控制器，但是使用的微處理器核心為MC14500。1970年代中期，PLC功能加

18、入遠(yuǎn)距通訊、模擬輸出輸入、NC 伺服控制等技術(shù)。80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%這個(gè)是指PLC的生產(chǎn)增長(zhǎng)率還是使用的增長(zhǎng)率？。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。21世紀(jì)，PLC將會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全

19、，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。22.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC其實(shí)也是一種計(jì)

20、算機(jī)，專(zhuān)攻于工業(yè)控制方面，其硬件結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示。圖不能使用復(fù)制的圖，自己畫(huà)圖。2-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)231 中央處理單元(CPU)PLC中的CPU是PLC的核心，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶(hù)程序和資料，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或資料，并存入規(guī)劃的暫存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶(hù)程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路，與個(gè)人電腦一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的資料、控制及狀態(tài)總線(xiàn)構(gòu)成，還有周邊芯片、總線(xiàn)界面及有關(guān)電路。它確

21、定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。3232 存儲(chǔ)器PLC內(nèi)的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：4PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，該部分程序由PLC制造廠(chǎng)家編寫(xiě)并固化在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶(hù)指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。系統(tǒng)管理程序主要控制PLC的運(yùn)行，使PLC按正確的次序工作；用戶(hù)指令解釋程序?qū)LC的用戶(hù)指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言指令，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲(chǔ)器采用ROM或EPROM。ROM是只讀存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器只能讀出內(nèi)容

22、，不能寫(xiě)入內(nèi)容，ROM具有非易失性，即電源斷開(kāi)后仍能保存已存儲(chǔ)的內(nèi)容。EPEROM為可電擦除只讀存儲(chǔ)器，須用紫外線(xiàn)照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫(xiě)入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器還有E2PROM寫(xiě)錯(cuò)了、FLASH等。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器:5用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用于存放用戶(hù)載入的PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶(hù)程序因需修改與調(diào)試，所以稱(chēng)為用戶(hù)調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫(xiě)操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM內(nèi)以方便用戶(hù)修改與調(diào)試。通過(guò)修改與調(diào)試后的程序稱(chēng)為用戶(hù)執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶(hù)執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長(zhǎng)期使用。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:PLC運(yùn)行過(guò)程中需生成或調(diào)用中間結(jié)果數(shù)據(jù)(如輸入/輸出元件的狀態(tài)數(shù)據(jù)

23、、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值和當(dāng)前值等)和組態(tài)數(shù)據(jù)(如輸入輸出組態(tài)、設(shè)置輸入濾波、脈沖捕捉、輸出表配置、定義存儲(chǔ)區(qū)保持范圍、模擬電位器設(shè)置、高速計(jì)數(shù)器配置、高速脈沖輸出配置、通信組態(tài)等)，這類(lèi)數(shù)據(jù)存放在工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，由于工作數(shù)據(jù)與組態(tài)數(shù)據(jù)不斷變化，且不需要長(zhǎng)期保存，所以采用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM。RAM是一種高密度、低功耗的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過(guò)鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容。233 輸入/輸出PLC的對(duì)外功能，主要是通過(guò)各種輸入/輸出模組與外界聯(lián)系的，按I/O點(diǎn)數(shù)確定模組規(guī)格及數(shù)量，I/O模組可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或

24、機(jī)架槽數(shù)限制。I/O模組集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入單元是用來(lái)連結(jié)擷取輸入元件的信號(hào)動(dòng)作并透過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)將資料送進(jìn)內(nèi)存由CPU處理驅(qū)動(dòng)程序指令部分。PLC輸入模組PLC系統(tǒng)的架構(gòu)和輸入模組產(chǎn)品的選擇端視需要被監(jiān)測(cè)的輸入信號(hào)位準(zhǔn)而定。來(lái)自不同類(lèi)型被監(jiān)測(cè)的傳感器與流程控制之變量信號(hào)，可以涵蓋從±10mV至±10V的輸入信號(hào)范圍。輸出單元是用來(lái)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的接口，主要原理是由CPU處理以書(shū)寫(xiě)在PLC里的程序指令，判斷驅(qū)動(dòng)輸出單元在進(jìn)而控制外部負(fù)載，如指示燈、電磁接觸器、繼電器、氣（油）壓閥等。PLC輸出模組在工業(yè)環(huán)境中用來(lái)控

25、制制動(dòng)器、氣閥及馬達(dá)等的PLC系統(tǒng)模擬輸出范圍包括±5V、±10V、0V到5V、0V到10V、4到20mA、或0到20mA等。6234 編程器編程器作用是將用戶(hù)編寫(xiě)的程序下載至PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶(hù)程序，監(jiān)視用戶(hù)程序的執(zhí)行過(guò)程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。編程器有簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語(yǔ)句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。圖形編程器既可用語(yǔ)句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。目前PLC制造廠(chǎng)家大都開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC

26、編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶(hù)程序的編輯、修改，并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。7235 電源PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。82.4 PLC的運(yùn)作方式PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的，大致如下圖2-2所示。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶(hù)按控制要求編制好并存于用戶(hù)存儲(chǔ)器中的程序，按指令

27、步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC在輸入采樣階段：首先以?huà)呙璺绞桨错樞驅(qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶(hù)程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中

28、所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。9 圖2-2圖要自己畫(huà)，圖號(hào)格式不對(duì)，還有圖要寫(xiě)是什么圖，不能簡(jiǎn)單寫(xiě)個(gè)圖標(biāo)號(hào)2.5 可編程控制器的選型PLC作為時(shí)代發(fā)展必須的產(chǎn)物，在世界上擁有眾多的生產(chǎn)商,比較著名的有德國(guó)產(chǎn)的西門(mén)子、日本產(chǎn)的三菱與松下，還有美國(guó)的GE公司這個(gè)與前面的內(nèi)容不合適，前面是產(chǎn)品后面是公司，寫(xiě)作上要嚴(yán)謹(jǐn)；。完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是選型和程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是誰(shuí)的選型？沒(méi)有交代清楚。在不同的系統(tǒng)系統(tǒng)是指工業(yè)環(huán)境下的系統(tǒng)吧，要交代

29、清楚。里，有著不同的工作環(huán)境，工藝流程，對(duì)控制功能的要求，由于各程序難易程度不一樣，因此有一定的選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）PLC機(jī)型選擇主要考慮I/O點(diǎn)數(shù)。根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的輸入設(shè)備（如按鈕、限位開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等）、輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等）以及A/D、D/A轉(zhuǎn)換的個(gè)數(shù)。標(biāo)點(diǎn)符號(hào)不合適，用逗號(hào)更合適確定I/O的點(diǎn)數(shù)。一般要留有一定裕量（約占10%），滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)。（2）隨著PLC功能日益完善，很多小型機(jī)也具有中、大型機(jī)的功能具有的是那些功能？還是所有功能？這樣的表述不合適。對(duì)于PLC的功能選擇，一般只要滿(mǎn)足I/O點(diǎn)數(shù)，大多數(shù)機(jī)型也能滿(mǎn)足應(yīng)該是都能滿(mǎn)足吧，寫(xiě)清楚。目前大多數(shù)P

30、LC機(jī)型都具有I/O擴(kuò)展模塊、A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，以及高級(jí)指令、中斷能力與外設(shè)通信能力。（3）PLC一般根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)的不同，內(nèi)存容量會(huì)有相應(yīng)的差別。在選擇內(nèi)存容量時(shí)同樣應(yīng)留有一定余量，一般時(shí)實(shí)際程序的25%。不應(yīng)單純追求大容量，以夠用為原則。（4）在PLC機(jī)型選取上要考慮控制系統(tǒng)與PLC結(jié)構(gòu)功能的合理性。如果是單機(jī)系統(tǒng)控制，I/O點(diǎn)數(shù)不多，不涉及PLC之間的通信，但又要求功能更強(qiáng)，要求有處理模擬信號(hào)的能力，可選擇整體式機(jī)，如松下FP0、FP1、FP-M系列，以及OMRON C200H系列等。如果僅有開(kāi)關(guān)量控制，可選擇OMRON C系列P型機(jī)、西門(mén)子S7-200,三菱F1、FX系列等。 （

31、5）一個(gè)企業(yè)盡量選擇同一類(lèi)型的PLC。同一機(jī)型PLC模塊可互為利用，便于采購(gòu)管理；同一機(jī)型PLC的功能、編程方法相同，有利于技術(shù)人員水平的提高；同一機(jī)型PLC，其外圍設(shè)備通用，資源共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，與上位計(jì)算機(jī)配合可形成多級(jí)分布式的控制系統(tǒng)。3 PLC水塔水位控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)這里的內(nèi)容寫(xiě)的僅僅是PLC的硬件設(shè)計(jì)，加上軟件設(shè)計(jì)才能算是整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以文不對(duì)題。此外PLC的硬件設(shè)計(jì)要包含：IO分配表；plc的電氣連接圖、PLC硬件連接圖等； 3.1 水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)311 水塔水位控制裝置裝置如圖3-1所示：這里要對(duì)你的控制系統(tǒng)有一個(gè)概要的介紹，以及對(duì)圖3-1要有一定的說(shuō)明。圖3-1

32、 水塔水位控制裝置圖312 水塔水位的工作要求當(dāng)水池液位低于下限液位開(kāi)關(guān)S1，S1此時(shí)為ON，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里注水，當(dāng)4S以后，若水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān)時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，若系統(tǒng)正常，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān)S4為OFF,表示水位高于下限水位。當(dāng)水位液面高于上限水位，則S2為ON，電磁閥關(guān)閉。當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位時(shí)，則水塔下限水位開(kāi)關(guān)S3為ON，水泵開(kāi)始工作，向水塔供水，當(dāng)S3為OFF時(shí)，表示水塔水位高于水塔下限水位。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位時(shí)，則水塔上限水位開(kāi)關(guān)S4為OFF，水泵停止。當(dāng)水塔水位低于下限水位，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，水泵不能啟動(dòng)。3.2 水塔水位控

33、制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)你畫(huà)的是主電路，不是控制電路；此外主電路不能指介紹組成的元器件，要說(shuō)明系統(tǒng)的工作原理。水塔水位控制系統(tǒng)主電路如圖3-2所示： 圖3-2SQ: 行程開(kāi)關(guān)，依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令，以空制其運(yùn)行方向或行程長(zhǎng)短的主令電器.FU: 熔斷器也被稱(chēng)為保險(xiǎn)絲，是一種安裝在電路中，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，廣泛用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。KM： 電磁接觸器，是應(yīng)用電磁鐵對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行開(kāi)閉控制的接觸器，主要用于電源電路的開(kāi)閉。電磁接觸器有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)構(gòu)成的觸點(diǎn)和電磁線(xiàn)圈與鐵心構(gòu)成的靠做電磁鐵部分組成。FR: 熱敏繼電器，是由加熱器

34、部分和觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)部分組成的。當(dāng)夠電流流過(guò)加熱部分時(shí)，雙金屬片因?yàn)槭軣岫l(fā)生彎曲，因此觸點(diǎn)部分被打開(kāi)而使電路得到保護(hù)。3.3 輸入/輸出接口分設(shè)計(jì)331 水塔水位控制系統(tǒng)的輸入/輸出設(shè)備這是一個(gè)單體控制小系統(tǒng)，沒(méi)有特殊的控制要求，它有6個(gè)開(kāi)關(guān)量，開(kāi)關(guān)量輸出觸點(diǎn)數(shù)有8個(gè)，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有14個(gè)，只需選用一般中小型控制器即可。據(jù)此，可以對(duì)輸入、輸出點(diǎn)作出地址分配。332 水塔水位控制系統(tǒng)的輸入/輸出借口借口是什么東西分配表 輸入信號(hào)輸入變量名輸出信號(hào)輸出變量名I0.0啟動(dòng)開(kāi)關(guān)Q4.0水閥M1I0.1停止開(kāi)關(guān)Q4.1水泵M2I0.2水池下限位Q4.2水池下限指示燈A1I0.3水池上限位Q4.3水池水

35、位報(bào)警指示燈A2I0.4水塔下限位Q4.4水池上限指示燈A3I0.5水塔上限位Q4.5水塔下限指示燈A4Q4.6水塔水位報(bào)警指示燈A5Q4.7水塔上限指示燈A6 表3-3 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表表格的標(biāo)號(hào)要寫(xiě)在表格的前面居中，且為黑體五號(hào)字體；4 PLC水塔水位控制系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)你寫(xiě)的內(nèi)容應(yīng)該屬于軟件設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖設(shè)計(jì)水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖介紹過(guò)于簡(jiǎn)單，要對(duì)下面的圖做一個(gè)簡(jiǎn)單的概要說(shuō)明。，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，控制流程圖，如圖3-1圖標(biāo)錯(cuò)誤所示： 圖4-1 水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖黑體五號(hào)4.2 工作過(guò)程分析與梯形圖程序設(shè)計(jì)421 工作過(guò)程這里最好

36、是配一張水位圖進(jìn)行說(shuō)明。分析設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4個(gè)液位指示燈全滅。當(dāng)執(zhí)行程序時(shí)，掃描到水池為液位低于水池下限液位時(shí)，水閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里進(jìn)水；如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，水池報(bào)警燈A2亮。若4秒之后水池液位按預(yù)定的超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)在正常的工作，水池下限位的指示燈A1亮，此時(shí)，水池的液位已經(jīng)超過(guò)了下限位了，系統(tǒng)檢測(cè)到此信號(hào)時(shí)，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵開(kāi)始工作，向水塔供水；如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水塔液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，水塔報(bào)警燈A5亮。當(dāng)水池的液位超過(guò)水池上限液位時(shí)，水池

37、上限指示燈A3亮，水閥就關(guān)閉。但是水塔現(xiàn)在還沒(méi)有裝滿(mǎn)，可此時(shí)水塔液位已經(jīng)超過(guò)水塔下限水位，則水塔下限指示燈A4亮，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽滿(mǎn)時(shí)，水塔液位超過(guò)水塔上限，水塔上限指示燈A6亮。但剛剛給水塔供水的時(shí)候，水泵已經(jīng)把水池的水抽走了，此時(shí)水塔液位已經(jīng)低于水池上限，水池上限指示燈A3滅。此次給水塔供水完成。422 梯形圖程序設(shè)計(jì)梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形化編程語(yǔ)言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線(xiàn)圈、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，它比較直觀(guān)、形象，對(duì)于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō)，易被接

38、受。繼電器梯形圖多半適用于比較簡(jiǎn)單的控制功能的編程，絕大多數(shù)PLC用戶(hù)都首選使用梯形圖編程。10水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖總圖，如圖4-2所示：圖4-2 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 水塔水位控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)梯形圖如下 啟停程序： 水閥控制程序： 水池下限水位指示程序： 水池水位報(bào)警程序： 水池水位上限指示程序： 水泵啟?？刂瞥绦颍?水塔水位下限指示程序： 水塔水位報(bào)警程序： 水塔水位上限指示程序：5 組態(tài)仿真5.1 組態(tài)軟件511 組態(tài)軟件的概念“組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系（簡(jiǎn)稱(chēng)DCS）的出現(xiàn)才開(kāi)始被廣大的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中，PC（包括工控機(jī)）相比

39、以前的專(zhuān)用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)日趨明顯。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已臻成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在PC技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶(hù)提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理

40、和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的HMI（人機(jī)接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶(hù)能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開(kāi)發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶(hù)通過(guò)手工或委托第三方編寫(xiě)HMI應(yīng)用，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，可靠性差；或者購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿(mǎn)足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶(hù)從這些困境中解脫出來(lái)，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成

41、為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。5 12組態(tài)軟件的發(fā)展與展望組態(tài)軟件產(chǎn)品于80年代初出現(xiàn)，并在80年代末期進(jìn)入我國(guó)。但在90年代中期之前，組態(tài)軟件在我國(guó)的應(yīng)用并不普及。但隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的深入，在面臨規(guī)模更大、控制更復(fù)雜的控制系統(tǒng)時(shí)，人們逐漸意識(shí)到原有的上位機(jī)編程的開(kāi)發(fā)方式。對(duì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力、得不償失的，同時(shí)，MIS（管理信息系統(tǒng)，ManagementInformationSystem）和CIMS（集成制造系統(tǒng)，ComputerIntegratedManufacturingSystem）的大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、決策提供更詳細(xì)和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在1995年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。5 13組態(tài)軟件的功能目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類(lèi)似的功能：比如，幾乎所有運(yùn)行于32位Windows平臺(tái)的組態(tài)軟件都采用類(lèi)似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu)，并且對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源（設(shè)備、標(biāo)簽量、畫(huà)面等）進(jìn)行配置和編輯；都提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序；都使用腳本語(yǔ)言提供二次開(kāi)發(fā)的功能，等等。但是，從技術(shù)上說(shuō)，各種組態(tài)軟件提供實(shí)現(xiàn)這些功能的方法卻各不相同。從這些不同之處，以及PC技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，可