畢業(yè)設(shè)計(jì)---plc水塔水位控制及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： PLC水塔水位控制及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1可編程控制器的產(chǎn)生1</p>

2、<p>　　1.2 PLC的發(fā)展3</p><p>　　2　PLC的基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.1 中央處理單元(CPU)4</p><p><b>　　2.2　存儲(chǔ)器4</b></p><p>　　2.3 輸入/輸出模塊6</p><p>　　2.4 擴(kuò)展模

3、塊7</p><p>　　2.5 編程器7</p><p>　　2.6 PLC電源8</p><p>　　3 PLC的工作原理與特點(diǎn)9</p><p>　　3.1 PLC的工作原理9</p><p>　　3.2 PLC特點(diǎn)11</p><p>　　4 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)

4、程分析13</p><p>　　5 水塔水位系統(tǒng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　5.1 水塔水位系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試14</p><p>　　5.2 水塔水位系統(tǒng)控制電路與輸入/輸出設(shè)備15</p><p>　　5.3 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表16</p><p>　　6 水塔

5、水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.1 水塔水位控制系統(tǒng)工作過(guò)程16</p><p>　　6.2 水塔水位控制系統(tǒng)程序流程圖16</p><p>　　6.3 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖18</p><p><b>　　結(jié) 論19</b></p><p><b&

6、gt;　　致 謝20</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)21摘  要</p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的日益提高，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了一種新型的工業(yè)控制裝置——可編程控制器。隨著科技的發(fā)展和現(xiàn)實(shí)暴露的一些問(wèn)題，以便能更快捷更方便的完成一些任務(wù)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)水位進(jìn)行測(cè)

7、量和控制。水位控制在日常生活中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，比如水塔、地下水、水電站等情況下的水位控制。而水位檢測(cè)可以有多種實(shí)現(xiàn)方法，如機(jī)械控制、邏輯電路控制、機(jī)電控制等。</p><p>　　本文采用PLC進(jìn)行主控制，在水箱上安裝一個(gè)自動(dòng)測(cè)水位裝置。利用水的導(dǎo)電性連續(xù)地全天候地測(cè)量水位的變化，把測(cè)量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，主控臺(tái)應(yīng)用MCGS組態(tài)軟件對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成相應(yīng)的水位顯示、故障報(bào)警信息顯示、實(shí)時(shí)

8、曲線和歷史曲線的顯示，使水位保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞： 水位控制、PLC 、故障報(bào)警</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of modern social production and technological progress,the le

9、vel of modern industrial automation increasingly rapid development of microelectronics technology machine, the relay control system based on a new generation of industrial control devices - programmable logic controller

10、. With the development of technology and the reality of some of the problems exposed in order to be more efficient and more convenient to complete some tasks in the industrial and agricultural produ</p><p>　

11、　In this paper, the main PLC control, install an automatic water tank level measuring device. The conductivity of water use around the clock to measure the water level continuously changes, the measured water level chang

12、es into a corresponding electrical signal, the console application MCGS the received signal configuration software for data processing, complete the corresponding level shows fault alarm information display, real-time di

13、splay of curve and the curve of history, so that the water le</p><p>　　Key words:Water level control, PLC, Fault alarm</p><p>　　PLC水塔水位控制及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 緒 論</b><

14、;/p><p>　　1.1可編程控制器的產(chǎn)生</p><p>　　可編程控制器是繼電器控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置，它是將自動(dòng)化技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)融為一體的高可靠性的控制器，可編程控制器是二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的控制設(shè)備，是集微處理器、儲(chǔ)存器、輸入/輸出接口與中斷于一體的器件，它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)

15、在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入或輸出，控制各類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則來(lái)設(shè)計(jì)。它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源、交通等各個(gè)行業(yè)。計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通行能力上的飛速發(fā)展，大大加強(qiáng)了可編程控制器通信能力，豐富了可編程控制器編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了PLC過(guò)程控制能力。因此，無(wú)論是單機(jī)

16、還是多機(jī)控制、是流水線控制還是過(guò)程控制，都可以采用可編程控制器，推廣和普及可編程控制器的使用技術(shù)，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及生產(chǎn)效率都有十分重要的意義。</p><p>　　可編程控制器(Programmable Controller)也可稱邏輯控制器(Programmable Logic Controller),是以微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用裝置，是計(jì)算機(jī)家族的一名成員，簡(jiǎn)稱PC。為了與個(gè)人電腦（也簡(jiǎn)稱P

17、C）相混淆通常將可編程控制器稱為PLC。</p><p>　　可編程控制器的產(chǎn)生和繼電器—接觸器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。繼電器—接觸器控制已經(jīng)有上百年的歷史，它是一種弱電信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開(kāi)關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路直觀、價(jià)格低廉、容易操作、易于維修的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于工作模式固定、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合非常實(shí)用，至今仍有廣泛的用途。但是當(dāng)工作模式改變時(shí)，就必須改變系統(tǒng)的硬件接線，控制柜中的物件以及接線都要作相應(yīng)的變動(dòng)，改造工

18、期長(zhǎng)、費(fèi)用高，用戶寧愿扔掉舊控制柜，另做一個(gè)新控制柜使用，阻礙了產(chǎn)品更新?lián)Q代。</p><p>　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日益縮短，工業(yè)生產(chǎn)從大批量、少品種，向小批量、多品種轉(zhuǎn)換，繼電器—接觸器控制難以滿足市場(chǎng)要求，此問(wèn)題首先被美國(guó)通用汽車公司（GM公司）提了出來(lái)。通用汽車公司為適合汽車型號(hào)的不斷翻新，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品多樣性的需求，公開(kāi)對(duì)外招標(biāo)，要求制造一種新的工業(yè)控制裝置，取代

19、傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控</p><p>　　制。其對(duì)新裝置性能提出的要求就是著名的GM10條，即:</p><p>　　1. 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；</p><p>　　2. 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；</p><p>　　4. 體積小于繼電器控制裝置；</p><p>　　5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；<

20、/p><p>　　6. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；</p><p>　　7. 輸入可以是交流115V；</p><p>　　8. 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；</p><p>　　9. 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；</p><p>　　10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。</

21、p><p>　　這十項(xiàng)指標(biāo)就是現(xiàn)代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通計(jì)算機(jī)，它與有關(guān)的外部設(shè)備，按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一體”和“便于擴(kuò)充功能”的原則來(lái)設(shè)計(jì)。</p><p>　　用可編程控制器代替繼電器——接觸器的控制，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制功能，并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性等優(yōu)點(diǎn)，用程序代替硬接線，減少了重新設(shè)計(jì)，重新接線的工作，此種控制器借鑒計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言，利用面向控制

22、過(guò)程，面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，其標(biāo)志性語(yǔ)言是極易為IT電器人員掌握的梯形圖語(yǔ)言，使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。這樣，工作人員不必在編程上花費(fèi)大量地精力，只需集中精力去考慮如何操作并發(fā)揮該裝置的功能即可，輸入、輸出電平與市電接口，市電控制系統(tǒng)可方便地在需要的地方運(yùn)行。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。</p><p>　　1969年，第一臺(tái)可編程控制器PDP—14由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）制作成

23、功，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路不斷出現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷進(jìn)步，PLC迅速發(fā)展。PLC進(jìn)入九十年代后，工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎全被PLC占領(lǐng)。國(guó)外專家預(yù)言，PLC技術(shù)將在工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAC/CAM）種躍居首位。</p><p>　　我國(guó)在八十年代初才開(kāi)始使用PL

24、C，目前從國(guó)外應(yīng)進(jìn)的PLC使用較為普遍的由日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、美國(guó)GE公司GE系列和德國(guó)西門(mén)子公司S系列等。</p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展</p><p>　　雖然PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段。早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器

25、。這是的PLC多少由電繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。它在硬件上以計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分離元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上采用廣大電器工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂

26、，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指示，能重復(fù)使用等。其中PLC特有的編程語(yǔ)言—梯形圖一直沿用至今。在七十年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC的中央處理單元（CPU）。</p><p>　　這樣，使PLC的功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了

27、保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量快、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。</p><p>　　進(jìn)入八十年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商紛紛開(kāi)發(fā)研制了專用邏輯

28、處理芯片。這樣使得PLC軟、硬功能發(fā)生了巨大變化。</p><p>　　2 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，中央處理單元(CPU)，如圖2-1所示。</p><p><b>　　圖2-1 硬件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　2.1中央處理單

29、元(CPU)</p><p>　　中央處理單元(CPU)是PLC控制中樞。它將PLC系統(tǒng)程序賦予功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器狀態(tài)，并能診斷用戶程序中語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等

30、所有用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。</p><p>　　為進(jìn)一步提高PLC可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU表決式系統(tǒng)。這樣，某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。</p><p><b>　　2.2存儲(chǔ)器</b></p><

31、p>　　存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　1、PLC常用存儲(chǔ)器類型</p><p>　?。?）RAM （Random Assess Memory） 這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。</p><p>　?。?）EPROM（Erasable Programmable

32、Read Only Memory）這是一種可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容。</p><p>　?。?）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易對(duì)其所存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。</p><p>　　2、PLC存儲(chǔ)空間分配&

33、lt;/p><p>　　各種PLCCPU最大尋址空間各不相同，PLC工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：</p><p>　?。?）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)</p><p>　　（2）系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）</p><p>　?。?）用戶程序存儲(chǔ)區(qū)</p><p>　　系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)

34、中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化EPROM中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該P(yáng)LC性能。</p><p>　　系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。</p><p>　　（4）I/O映象區(qū)：P

35、LC投入運(yùn)行后，輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)外設(shè)。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元(RAM)以存放I/O狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O映象區(qū)。一個(gè)開(kāi)關(guān)量I/O占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)位（bit），一個(gè)模擬量I/O占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)字（16個(gè)bit）。整個(gè)I/O映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量I/O映象區(qū)；模擬量I/O映象區(qū)。</p><p>　?。?）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) ：除I/O

36、映象區(qū)以外，系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持存儲(chǔ)區(qū)域，前者PLC斷電時(shí)，由內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng)PLC斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。</p><p>　　用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：主要用來(lái)存放用戶的應(yīng)用程序。所謂用戶程序是指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。此程序由使用者通過(guò)編程器輸入到

37、PLC機(jī)的RAM存貯器中，以便于用戶隨時(shí)修改。也可將用戶程序存放在EEPROM中。</p><p>　　2.3 輸入/輸出模塊</p><p>　　輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程連接的接口。現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，如按鈕開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量（壓力、流量、溫度、電壓、電流）等，都要通過(guò)輸入模塊送到PLC。由于這些信號(hào)電平各式各樣，而可編程控

38、制器CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以輸入模塊還需將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC能夠接受和處理的數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　輸入模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接收的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。可編程控制器有多種輸入/輸出模塊，其類型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類型，每種類型又有不同的參數(shù)等級(jí)，主要有

39、數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入輸出/模塊，部件上都設(shè)有接線端子排，為了濾除信號(hào)的噪聲和便于PLC內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存電路。數(shù)字量輸入模塊帶有光電耦合電路，其目的是把PLC與外部電路隔離起來(lái)，以提高PLC的抗干擾能力。數(shù)字量輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。模擬量輸入/輸出模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，即A/D或D/A轉(zhuǎn)換。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有一些信號(hào)

40、是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過(guò)模擬量輸入/輸出模塊與PLC的中央處理器連接。模擬量輸入模塊A/D轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電耦合器和輸出鎖存器與PLC的I/0總線掛接?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是0—5伏和0—10伏兩種。另外還有：0—somV、0—5V、</p><p><b>　　2.4 擴(kuò)展模塊</b></p><p>　　當(dāng)一個(gè)PLC中心單元的I/

41、O點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，使可編程控制器的功能更加強(qiáng)大和完善。智能I/O接口模塊種類很多，例如高速計(jì)數(shù)模塊、PLC控制模塊、數(shù)字位基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)置譯碼模塊、閥門(mén)控制模塊、智能存貯?？煲约爸悄躀/O模塊等。</p><p><b>　　2.5編程器</b></p&

42、gt;<p>　　它的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機(jī)或磁帶機(jī)相連，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來(lái)或存放。磁帶上的信息可以重新裝入PLC。</p><p>　　目前編程器主要有以下三種類型：</p><p>　　1.便攜式編程器(也叫簡(jiǎn)易編程器)；</p><p><b>　　2.圖形編程器；</b&

43、gt;</p><p>　　3.用于IBM—PC及其兼容機(jī)的編程器。</p><p>　　便于攜帶的特點(diǎn)，一般只能用指令形式編程，通過(guò)按鍵輸入指令，通過(guò)數(shù)碼管或液晶顯示器加以顯示，這種編程器適合小型可編程控制器的編程要求。</p><p>　　圖形編程器以液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT)作屏幕，用來(lái)顯示編程內(nèi)容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程序

44、容量等各種信息，還可在調(diào)試程序、檢查程序執(zhí)行時(shí)顯示各種信號(hào)狀態(tài)、出錯(cuò)提示等。使用圖形編程器可以用多種編程語(yǔ)言編程，梯形圖顯示在屏幕上十分直觀。圖形編程器還可與打印機(jī)、錄音機(jī)、繪圖儀等設(shè)備連接，有較強(qiáng)的監(jiān)控功能。但它的價(jià)格高，適用于中、大型可編程控制器的編程要求。</p><p>　　用于IBM—PC及其兼容機(jī)的編程器是個(gè)人計(jì)算機(jī)加上適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖鳛榫幊唐鳎部芍苯泳幹瞥商菪螆D，其監(jiān)控功能也很強(qiáng)。編程器工

45、作方式主要有編程和監(jiān)控兩種。</p><p>　　編程工作方式是在PLC機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)可以進(jìn)行編程，它的功能主要是輸入新的程序，或者對(duì)已有的程序予以編輯和修改。</p><p>　　監(jiān)控工作方式可以對(duì)運(yùn)行中的控制器工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤，一般可以對(duì)某一線圈或觸點(diǎn)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，也可以對(duì)成組器件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，還可以跟蹤某一器件在不同時(shí)間的工作狀態(tài)，除搜索、監(jiān)視、跟蹤外，還可以對(duì)一

46、些器件進(jìn)行操作。因此編程器的監(jiān)控方式對(duì)控制器中重新輸入程序的調(diào)試與試運(yùn)行是非常有用和方便的。編程器的結(jié)構(gòu)一般包括顯示部分與鍵盤(pán)部分。顯示一般用液晶顯示器，主要的顯示內(nèi)容包括地址、數(shù)據(jù)、工作方式、指令執(zhí)行情況及系統(tǒng)工作狀態(tài)等。鍵盤(pán)有單功能鍵和雙功能鍵，在使用雙功能鍵的時(shí)候鍵盤(pán)中都備有一個(gè)選擇鍵，以便選擇其中一種方式工作。</p><p>　　現(xiàn)在產(chǎn)品越來(lái)越模塊化，可編程控制器也不例外，它的結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固，外形小巧，

47、CPU本身只提供了一定數(shù)量的數(shù)字輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。不同廠家、不同型號(hào)的PLC的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)也不同，有的大型機(jī)輸入／輸出點(diǎn)數(shù)可達(dá)16K，而很多小型機(jī)僅有10來(lái)點(diǎn)，而且CPU本身不帶模擬輸入與輸出，但CPU一般都帶有擴(kuò)展接口。因此，用戶選型后，所需的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，就需對(duì)系統(tǒng)做出必要的擴(kuò)展，各個(gè)廠家也生產(chǎn)了專用于擴(kuò)展用的各模板供用戶選用。擴(kuò)展模板的外形一般也小巧、堅(jiān)固，有易于接線的端子排，帶有擴(kuò)展總線或通過(guò)總線連接器與CPU相連。主要

48、有數(shù)字輸入／輸出模板，模擬輸入／輸出模板，熱電阻、熱電偶擴(kuò)展模板，還有智能模板等許多具有專用功能的特殊模板。</p><p>　　用擴(kuò)展模板來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　用戶可根據(jù)自己實(shí)踐控制系統(tǒng)的要求，選用各種合適的擴(kuò)展模塊對(duì)PLC作硬件組態(tài)，以求達(dá)到各種功能或控制精度，同時(shí)節(jié)省開(kāi)支，減少不必要的投資。</p><p>　　當(dāng)已運(yùn)行的系統(tǒng)需要改造

49、或擴(kuò)充時(shí)，PLC可以隨時(shí)進(jìn)行升級(jí)或改版，所做的工作僅僅是替換或增加擴(kuò)展模板和修改相應(yīng)的控制軟件。特殊模板及智能模板的開(kāi)發(fā)將進(jìn)一步擴(kuò)展可編程控制的功能，專用模板的開(kāi)發(fā)不僅擴(kuò)大了可編程控制系統(tǒng)的控制功能，而且將進(jìn)一步提高控制質(zhì)量與可靠性。</p><p><b>　　2.6 PLC電源</b></p><p>　　PLC中的電源一般有三類：</p><

50、p>　　1、+5V、±15V直流電源：供PLC中TTL芯片和集成運(yùn)放使用；</p><p>　　2、供輸出接口使用的高壓大電流的功率電源；</p><p>　　3、鋰電池及其充電電源。</p><p>　　考慮到系統(tǒng)的可靠性以及光電隔離器的使用，不同類型的電源其地線也不同。</p><p>　　目前PLC的發(fā)展非常迅速，型號(hào)眾

51、多，各種特殊功能模板不斷涌現(xiàn)。通常根據(jù)其I/O點(diǎn)的數(shù)量將 PLC分為三大類：</p><p>　　小型機(jī)：256點(diǎn)以下（無(wú)模擬量）； </p><p>　　中型機(jī)：256 ~ 2048點(diǎn)（64 ~ 128路模擬量）； </p><p>　　大型機(jī)：2048點(diǎn)以上（128 ~ 512路模擬量）。 </p><p>　　具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常采用模板式

52、結(jié)構(gòu)，以便用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行配置。但一些小型機(jī)常制作成一體機(jī)，其配置固定，主要供定型成套設(shè)備使用；而一些大型機(jī)一般在電源、或者CPU，甚至兩者都作了熱備份。</p><p>　　3 PLC的工作原理與特點(diǎn)</p><p>　　3．1 PLC的工作原理</p><p>　　最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不

53、相同的： </p><p>　?。?）繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)（包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)）在繼電器控制線路的那個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。 </p><p>　?。?）PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該

54、觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。</p><p>　　為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。</p><p>　　PLC的CPU是采用分

55、時(shí)操作的原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，隨著時(shí)間的延伸一個(gè)動(dòng)作接一個(gè)動(dòng)作順序地進(jìn)行，這種分時(shí)操作進(jìn)程稱為CPU對(duì)程序的掃描。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中按序號(hào)順序排列。CPU從第一條指令開(kāi)始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開(kāi)始新的一輪掃描。</p><p><b>　　掃描技術(shù) </b></p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)

56、行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。如圖3-1：</p><p>　　圖3-1 PLC 掃描周期</p><p><b>　　（1）輸入采樣階段</b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描

57、方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 </p><p>　?。?）用戶程序執(zhí)行階段 </p><p>　　

58、在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)

59、不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 </p><p><b>　?。?）輸出刷新階段</b></p><p>　　

60、當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　2、PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間</p><p>　　為了增強(qiáng)PLC的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不

61、同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式（掃描技術(shù)）。以上兩個(gè)主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)慢的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。所謂I/O響應(yīng)時(shí)間指從PLC的某一輸入信號(hào)變化開(kāi)始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。如圖3-2：</p><p>　　圖3-2 PLC掃描周期示意圖</p><p><b>　　3.2 PL

62、C特點(diǎn)</b></p><p><b>　　(一) 高可靠性</b></p><p>　　1. 抗干擾能力強(qiáng)，適合于在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下運(yùn)行，它完全不需要一般計(jì)算機(jī)所要求的環(huán)境。且所有的I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離</p><p>　　2. 各輸入端均采用R-C 濾波器其濾波時(shí)間常數(shù)

63、一般為10~20ms.</p><p>　　3. 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾</p><p>　　4. 采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源</p><p>　　5. 對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選</p><p>　　6. 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況CPU立即采用有效措施以防止故障擴(kuò)大</p><p>　

64、　7. 大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高</p><p>　　(二) 系統(tǒng)采用了分散的模塊化結(jié)構(gòu)</p><p>　　1. PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。</p><p>　　2. 有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，可針對(duì)各類不同

65、控制需要進(jìn)行組合，便于擴(kuò)展；也易于檢查故障和維修更換，從而大大提高了效率。</p><p>　　3. 直接連接，另外為了提高操作性能它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊，為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。</p><p>　　(三) 采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)和微處理器技術(shù)</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，將其設(shè)計(jì)得緊湊、堅(jiān)固、小體積，易于裝入

66、機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外，絕大多數(shù)PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)，PLC 的各個(gè)部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。</p><p>　　(四) 編程簡(jiǎn)單易學(xué)</p><p>　　PLC的編程大多使用面向控制操作的控制邏輯語(yǔ)言。類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)不需要

67、具備計(jì)算機(jī)的專門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。</p><p>　　(五) 安裝簡(jiǎn)單維修方便</p><p>　　PLC不需要專門(mén)的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行，使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC 相應(yīng)的I/O 端相連接即可投入運(yùn)行，各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過(guò)更換模塊的方法使

68、系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。</p><p>　　4 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析</p><p>　　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、形象，對(duì)于那些熟悉繼電器——接觸器控制系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō)，易被接受。繼電器梯形圖多半適用于比較簡(jiǎn)單的控制功能的

69、編程，絕大多數(shù)PLC用戶都首選使用梯形圖編程。</p><p>　　指令是用英文名稱的縮寫(xiě)字母來(lái)表達(dá)PLC的各種功能的助記符號(hào)，類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言。由指令構(gòu)成的能夠完成控制任務(wù)的指令組合就是指令表，每一條指令一般由指令助記符和作用器件編號(hào)組成，比較抽象，通常都先用其它方式表達(dá)，然后改寫(xiě)成相應(yīng)的語(yǔ)句表，編程設(shè)備簡(jiǎn)單價(jià)廉。</p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語(yǔ)言(SFC)類似于計(jì)算機(jī)常用的程序框

70、圖，但有它自己的規(guī)則，描述控制過(guò)程比較詳細(xì)具體，包括每一框前的輸入信號(hào)，框內(nèi)的判斷和工作內(nèi)容，框后的輸出狀態(tài)。這種方式容易構(gòu)思，是一種常用的程序表達(dá)方式。</p><p>　　高級(jí)語(yǔ)言類似于BASIC語(yǔ)言、C語(yǔ)言等，它們?cè)谀承S家的PLC中應(yīng)用。通常微、小型PLC主要采用繼電器梯形圖編程，其編程的一般規(guī)則有：</p><p>　　1)梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個(gè)邏輯行起始于

71、左母線然后是觸點(diǎn)的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個(gè)圖形呈階梯形。梯形圖所使用的元件編號(hào)地址必須在所使用PLC的有效范圍內(nèi)。</p><p>　　2)梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒(méi)有真實(shí)的電流流過(guò)。但為了讀圖方便，常用“有電流”、“得電”等來(lái)形象地描述用戶程序解算中滿足輸出線圈的動(dòng)作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流”，而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流：層次

72、的改變也只能自上而下。</p><p>　　3)梯形圖中的繼電器實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器，相應(yīng)某位觸發(fā)器為“l(fā)態(tài)”，表示該繼電器線圈通電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，反之為“0態(tài)”。梯形圖中繼電器的線圈又是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器線圈外，還包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)器等的線圈以及各種比較、運(yùn)算的結(jié)果。</p><p>　　4)梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈

73、應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。</p><p>　　5)繼電器線圈在一個(gè)程序中不能重復(fù)使用：而繼電器的觸點(diǎn)，編程中可以重復(fù)使用，且使用次數(shù)不受限制。</p><p>　　6)PLC在解算用戶邏輯時(shí)，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進(jìn)行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作，這在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可以減少許多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路，從而使

74、電路設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。所以，由梯形圖編寫(xiě)指令程序時(shí)，應(yīng)遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)于一條指令，一條指令為一個(gè)步序。</p><p>　　當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。這種分時(shí)操作的過(guò)程稱為CPU對(duì)程序的掃描。掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址

75、號(hào)遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始。</p><p><b>　　5水塔水位系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5．1 水塔水位系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試</p><p>　　水塔水位控制裝置如圖5-1所示。</p><p&

76、gt;　　1、保持水池的水位在S3——S4之間，當(dāng)水池水位低于下限液位開(kāi)關(guān)S4，此時(shí)S4為ON，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里注水，超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān)S4時(shí)，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)液面高于上限水位S3時(shí)，則S3為ON，電磁閥關(guān)閉。</p><p>　　2、保持水塔的水位在S1——S2之間，當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位開(kāi)關(guān)S2時(shí)，則水塔下限液位開(kāi)關(guān)S2為ON，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)M開(kāi)始工作，向水

77、塔供水。當(dāng)S2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開(kāi)關(guān)S1時(shí)，則S1為ON，電機(jī)M停止抽水。當(dāng)水塔水位低于下限水位時(shí)，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，電機(jī)M不能啟動(dòng)。</p><p>　　圖5-1 水塔水位控制裝置圖</p><p>　　5．2 水塔水位系統(tǒng)控制電路與輸入/輸出設(shè)備</p><p>　　1、水塔水位系統(tǒng)控制電路如圖5-

78、2所示。</p><p>　　圖5-2 水塔水位系統(tǒng)控制電路</p><p>　　2、水塔水位系統(tǒng)的輸入/輸出設(shè)備</p><p>　　這是一個(gè)單體控制小系統(tǒng)，沒(méi)有特殊的控制要求，只需選用一般中小型控制器即可。</p><p>　　5．3 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表</p><p>　　水塔水位控制系

79、統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表如表5-1所示：</p><p>　　表5-1 水塔水位系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表</p><p>　　S1表示水塔的水位上限，S2表示水塔水位下限，S3表示水池水位上限，S4表示水池水位下限，M1為抽水電機(jī)，Y為水閥。</p><p>　　6 水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　6．1 水

80、塔水位控制系統(tǒng)工作過(guò)程</p><p>　　設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的當(dāng)水池水位低于水池低水位界（S4為ON表示），閥Y打開(kāi)進(jìn)水（Y為ON）定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，4秒后，如果S4還不為OFF，那么閥Y指示燈閃爍，表示閥Y沒(méi)有進(jìn)水，出現(xiàn)故障，S3為ON后，閥Y關(guān)閉（Y為OFF）。當(dāng)S4為OFF時(shí)，且水塔水位低于水塔低水位界時(shí)S2為ON，電機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)抽水。當(dāng)水塔水位高于水塔高水位界時(shí)電機(jī)M停止。此次給水塔供水完成<

81、/p><p>　　6．2水塔水位控制系統(tǒng)程序流程圖</p><p>　　水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制流程圖如圖6-1所示：</p><p>　　圖6-1 水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖</p><p>　　6.3 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　根據(jù)程序流程圖設(shè)計(jì)的梯形圖如圖6-2所

82、示：</p><p>　　圖6-2 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在畢業(yè)之際，要用我所學(xué)的知識(shí)作出一個(gè)設(shè)計(jì)，來(lái)給予我這三年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)肯定。</p><p>　　我做的這個(gè)題目是有關(guān)與PLC系統(tǒng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的設(shè)計(jì)。在此時(shí)對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)的挑戰(zhàn)與突破。在對(duì)這

83、個(gè)設(shè)計(jì)的材料的搜索進(jìn)行獨(dú)立搜索時(shí)，對(duì)于辦公軟件的應(yīng)用有了進(jìn)一步的提高。同時(shí)在對(duì)搜集的材料進(jìn)行整核，結(jié)合所學(xué)理論知識(shí)，以及實(shí)際應(yīng)用操作的情況下，提高了實(shí)際操作和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。讓我更熟練的掌握了三菱的PLC軟件的簡(jiǎn)單編程方法，對(duì)于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理論的運(yùn)用中，也提高了我的工程素質(zhì)。剛開(kāi)始學(xué)習(xí)三菱PLC軟件時(shí)，由于我對(duì)一些細(xì)節(jié)的不加重視

84、，當(dāng)我把自己想出來(lái)的一些認(rèn)為是對(duì)的程序運(yùn)用到梯形圖編輯時(shí)，問(wèn)題出現(xiàn)了。轉(zhuǎn)換成指令表后則顯示不出很多正確的指令程序，這主要是因?yàn)槲覜](méi)有把理論和實(shí)踐相結(jié)合，缺乏動(dòng)手能力而造成的結(jié)果，最后通過(guò)老師的糾正和自己的實(shí)際操作，終于把正確的結(jié)果做了出來(lái)，同樣也看清了自己的不足之處。</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程中得到老師的意見(jiàn)和同學(xué)的提醒，再加上上網(wǎng)搜集到的資料，我也明白了不是每個(gè)問(wèn)題都能自己解決的，只有通過(guò)自己努力以及別人的

85、幫助才能把工作做得更好，古人說(shuō)：三人行必有我?guī)?、思而不學(xué)則殆。所以說(shuō)學(xué)習(xí)要善于向別人請(qǐng)教，學(xué)思結(jié)合。</p><p>　　如今畢業(yè)設(shè)計(jì)是做完了，可是我的學(xué)習(xí)之路還沒(méi)有完，是這次設(shè)計(jì)讓我明白了人這一輩子不能僅僅局限于那一點(diǎn)點(diǎn)滿足感，要放眼望去，通過(guò)去參與各種實(shí)踐，提升自己的動(dòng)手能力，創(chuàng)造屬于自己的未來(lái)。</p><p><b>　　致 謝</b></p>

86、<p>　　首先感謝我有這樣一次學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)，感謝帶領(lǐng)我們這次培訓(xùn)的領(lǐng)導(dǎo)和師傅對(duì)我們各方面的關(guān)心和照顧，同時(shí)也感謝工作地的員工們，尤其是作業(yè)班長(zhǎng)對(duì)我們的悉心指導(dǎo)和幫助?？偟脕?lái)說(shuō)在實(shí)習(xí)期間，雖然很辛苦，但是，在這艱苦的工作中，我卻倍感值得。我明白，今后的工作還會(huì)遇到許多新的東西，這些東西會(huì)給我?guī)?lái)新的體驗(yàn)和新的體會(huì)。因此，我堅(jiān)信：只要我用心去發(fā)掘，勇敢地去嘗試，一定會(huì)能更大的收獲和啟發(fā)的。</p><p

87、>　　經(jīng)過(guò)這次實(shí)踐，雖然時(shí)間很短?？晌覍W(xué)到的卻是我在學(xué)校難以了解的。自己的虛心求教，使得這期間的實(shí)習(xí)更加有意義。</p><p>　　此次的畢業(yè)實(shí)習(xí)為我深入社會(huì)，體驗(yàn)生活提供了難得的機(jī)會(huì)，讓我在實(shí)際的社會(huì)活動(dòng)中感受生活，了解在社會(huì)中生存所應(yīng)該具備的各種能力。為以后自己的奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成除了我個(gè)人的努力外，還和老師、同學(xué)和朋友們的幫助是分

88、不開(kāi)的，尤其感謝我的指導(dǎo)教師xx老師，感謝他對(duì)我的悉心教導(dǎo)和諄諄教誨。在此，對(duì)給過(guò)我?guī)椭椭С诌^(guò)的老師和同學(xué)致以忠誠(chéng)的感謝</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初．《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》．北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[2] 王兆義．《可編程序控制器教程》．北京機(jī)械工業(yè)出版社

89、2005</p><p>　　[3] 三菱FX2N系列《微型可編程控制器使用手冊(cè)》</p><p>　　[4] 張萬(wàn)忠. 《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[5] 李俊季、趙黎明. 《可編程控制應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)》. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[6] 張桂香. 《電