【正文】 1178。從控制方式上比較：用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。而采用 PLC 控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、控制要求設(shè)計控制程序，而且在以后的修改中只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。 2178。從工作方式上比較：電 器控制并行工作，而 PLC 串行工作，不受制約， I/O 系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。 3178。從控制速度上比較：電器控制速度慢，觸點易抖動；而 PLC 通過通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點，故無抖動一說。 4178。從定時，計數(shù)上比較：電器控制定時精度不高，易受環(huán)境溫度變化的影響，且無計數(shù)功能；而 PLC 時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬；有計數(shù)功能。 5178。從可靠性，可維護性上比較：電器控制接觸點多，會產(chǎn)生機械磨損和電弧燒傷，接線較多，可靠性，維護性差；而 PLC 無觸點，采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)工作現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，使用壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。 2． 2 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 在液位控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮以下幾點： 1178。深入了解和分析液位控制系統(tǒng)的工藝條件和控制要求。 2178。確定 I/O 設(shè)備。根據(jù)液位控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入，輸出設(shè)備。 3178。根據(jù) I/O 點數(shù)選擇合適的 PLC 類型。 4178。分配 I/O 點，分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。 5178。設(shè)計液位控制系統(tǒng)的梯形圖， 根據(jù)控制要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個液位控制系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。 6178。將程序輸入 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 7．進行液位控制系統(tǒng)的整體聯(lián)機調(diào)試，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題逐一排除，直至調(diào)試成功。 圖 21 系統(tǒng)設(shè)計步驟圖 2． 3 系統(tǒng)控制方案 系統(tǒng)控制原理如圖 22 所示 ,系統(tǒng) 主要是由 觸摸屏 、 可變程序控制器 變頻器 （ PLC） 、 液位計 、配電裝置以及水泵等組成 圖 22 系統(tǒng)控制圖 系統(tǒng)帶有觸摸屏顯示裝置，可以顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、當 前壓力、貯水池水位、設(shè)定壓力、壓力曲線、變頻器頻率、等各種控制參數(shù)等 .系統(tǒng)工作壓力可以由觸摸屏設(shè)置。 變頻器的作用是為三相水泵的電機提供可變頻率的電源，實現(xiàn)電機的無級調(diào)速，從而使水管的水壓連續(xù)變化。液位計的作用是檢測當前液位壓力。在 PLC內(nèi)部設(shè)定液壓期望值，壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部 PID控制運算輸出給變頻器一個控制信號。 圖 23 系統(tǒng)原理圖 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 觸摸屏 PLC AD/DA 變頻器 液位計 水泵 （ PLC）的選型 如何選購 PLC 產(chǎn)品 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量 的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場中的這些自動控制問題，若采用可編程序控制器（ PLC）來解決自動控制問題已成為最有效的工具之 一。 硬件選購目前市場上的 PLC 產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌外，國外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、 FUJJ,德國的 SIEMENS，韓國的 LG 等。近幾年， PLC 產(chǎn)品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多技術(shù)人員選用 PLC 的重要原因。那么，如何選購 PLC 產(chǎn)品呢 ? 系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用 PLC 單機控制，還是用 PLC 形成網(wǎng)絡(luò)，由此計算 PLC 輸入、輸出點。數(shù)，并且在選購 PLC 時要在實際需要點數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量（ 10%）。 確定負載類型根據(jù) PLC 輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流， 以及 PLC 輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。 存儲容量與速度盡管國外各廠家的 PLC 產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶 程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標。一般存儲容量越大、速度越快的 PLC 價格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用 PLC 產(chǎn)品。 編程器的選購 PLC 編程可采用三種方式： 是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規(guī)定語句表中的語句編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場調(diào)試，造價也較低。 是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價格較高。 是用 IBM 個人計算機加 PLC 軟件包編程，這種方式是效率最高的一種 方式，但大部分公司的PLC 開發(fā)軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調(diào)試。 因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開發(fā)周期的長短以及資金的情況合理選購 PLC 產(chǎn)品。 PLC 的選型標準 世界上有很多廠商生產(chǎn) PLC,如德國的西門子、日本的三菱、松下， 美國 GE 公司 等 完成系統(tǒng)的設(shè)計主要是選型和程序設(shè)計。但是由于 PLC 應(yīng)用在不同場合，有不同的工藝流程，對控制功能 有不同的要求，由于各程序難易程度不一樣，因此有一定的選擇標準： （ 1） PLC 機型選擇主要考慮 I/O 點數(shù)。根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的輸入設(shè)備（如按鈕、限位開關(guān)、轉(zhuǎn) 換開關(guān)等）、輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、信號指示燈等）以及 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換的個數(shù)。確定 I/O 的點數(shù)。一般要留有一定裕量（約占 10%），滿足生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進。 （ 2）隨著 PLC 功能日益完善，很多小型機也具有中、大型機的功能。對于 PLC 的功能選擇，一般只要滿足 I/O 點數(shù)，大多數(shù)機型也能滿足。目前大多數(shù) PLC 機型都具有 I/O 擴展模塊、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，以及高級指令、中斷能力與外設(shè)通信能力。 （ 3） PLC 一般根據(jù) I/O 點數(shù)的不同，內(nèi)存容量會有相應(yīng)的差別。在選擇內(nèi)存容量時同樣應(yīng)留有一定余量，一般時實際程序 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。如果是單機系統(tǒng)控制， I/O 點數(shù)不多，不涉及 PLC 之間的通信，但又要求功能更強，要求有處理模擬信號的能力，可選擇整體式機，如松下 FP0、 FP FPM 系列，以及 OMRON C200H 系列等。如果僅有開關(guān)量控制，可選擇 OMRON C 系列 P 型機、西門子 S7200,三菱 F FX 系列等。 （ 5）一個企業(yè)盡量選擇同一類型的 PLC 178。 同一機型 PLC 模塊可互為利用，便于采購管理。 178。 同一機型 PLC 的功能、 編程方法相同，有利于技術(shù)人員水平的提高。 178。 同一機型 PLC，其外圍設(shè)備通用，資源共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，與上位計算機配合可形成多級分布式的控制系統(tǒng)。 PLC 機型的選擇與特點 目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂。通過對輸入輸出點的選擇，對存儲容量的選擇，對 I/O 響應(yīng)時間的選擇對 PLC 價格的考慮以及廠家的售后服務(wù)，決定使用無錫信捷科技有限公司生產(chǎn)的 XC系列的 XC3型號的可編程控制器，如圖 31 所示。 XC 系列 PLC 的幾大優(yōu)勢： 陣容強大的全系列 PLC，廣泛 適用于多種場合。 XC 本體配備了 3 通道，最高頻率高達 80KHz 的 32 位高速計數(shù)功能，可與旋轉(zhuǎn)編碼器直接相連，對來自編碼器的輸入進行計數(shù)。 具備 3 通道、 80KHz、 32 位高速計數(shù)功能 XC 本體配備了 3 通道，最高頻率高達 80KHz 的 32 位高速計數(shù)功能，可與旋轉(zhuǎn)編碼器直接相連，對來自編碼器的輸入進行計數(shù)。 24 段高速計數(shù)中斷功能 利用高速脈沖進行在指定位置的中斷操作，具有實時性好，可靠性高、成本低等優(yōu)點，可代替電子凸輪，每路高速計數(shù)器擁有 24 段 32 位的預(yù)置值。 高達 400KHz 的脈沖輸出，最多支持 4 路