【正文】 裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 目前，PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上PLC 通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。本文提出一種對液體流量進行實時精確控制的設(shè)計方案。 該方案以 PLC 控制為基礎(chǔ)，由上位機、PL C、電動調(diào)節(jié)閥組成。它不僅適用于流量控制，在改變動作設(shè)備后同樣適用于對溫度、液位、速度、高度等模擬量的控制。論文采用文字敘述與圖表相結(jié)合的方式，逐步做出解釋，從而得出具體結(jié)論。更清晰的展示了設(shè)計的全過程與每個細節(jié)之間的處理方式。. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手第 2 章 課程設(shè)計的方案 概述 本設(shè)計采用 S7200PLC 為核心對液體流量進行控制。隨著自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC 對流量的控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。本文采用 PLC 對流量進行控制，通過合理的設(shè)計，提高流量控制水平，進而改善流量運行的穩(wěn)定性，使其更加精確。本文主要介紹了流量的 PLC 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計、設(shè)計過程、組成、列出流量的梯形圖，并給出了系統(tǒng)組成框圖，分析流量邏輯關(guān)系，提出 PLC 的編程方法。能夠給一些初學(xué)者點建議，能夠?qū)α髁康幕驹?、基本編程思路有大致的了解? 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 控制方案比較和確定流量控制系統(tǒng)主要有流量變送器、變頻器、恒流控制單元、電動機組成。系統(tǒng)主要的任務(wù)是利用恒流控制單元使變頻器控制一臺電動機，實現(xiàn)管道流量的恒定，同時還要能對運行數(shù)據(jù)進行傳輸和監(jiān)控。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，有以下兩種方案可供選擇：(1) 通用變頻器 +單片機( 包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制 ) +流量傳感器 這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數(shù)調(diào)整方便，具有較高的性價比，但開發(fā)周期長，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場調(diào)試的靈活性差，同時變頻器在運行時，將產(chǎn)生干擾，變頻器的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來保證系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)適用于某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水中。 (2) 通用變頻器 +PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)+流量傳感器 這種控制方式靈活方便。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，通用性強；由于 PLC 產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計上，只需確定 PLC 的硬件配置和 I/O 的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時，可以方便地通過 PC 機來改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場調(diào)試方便。同時由于 PLC 的抗干擾能力強、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場合，并且與供水機組的容量大小無關(guān)。 . . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手通過對以上兩種方案的比較和分析，可以看出第二種控制方案更適合于本系統(tǒng)。這種控制方案既有擴展功能靈活方便、便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點，又能達到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。 流量控制系統(tǒng)的組成及原理圖基于 PLC 的流量控制系統(tǒng)主要有變頻器、可編程控制器、流量變送器和水泵電機一起組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制流程圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)的控制流程圖從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分，具體為：(l) 執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)是由一個水泵電機組成，它用于將水供入管道，通過變頻器改變電機的轉(zhuǎn)速，以達到控制管道水流量的目的。 (2) 信號檢測機構(gòu)：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管道水流量信號，其中水流量信號是本控制系統(tǒng)的主要反饋信號。此信號是模擬信號，讀入 PLC 時，需進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 (3) 控制機構(gòu)：本系統(tǒng)的控制機構(gòu)包括控制器(PLC)和變頻器兩個部分。控制器是整個流量控制系統(tǒng)的核心?？刂破髦苯訉ο到y(tǒng)中的流量信號進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機構(gòu)(即水泵電機)進行控制；變頻器是對水泵電機進行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤控制器送來的控制信號改變水泵電機. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手的轉(zhuǎn)速控制。 流量控制系統(tǒng)以供水出口管道水流量為控制目標，在控制上實現(xiàn)出口管道的實際流量跟隨設(shè)定的水流量。設(shè)定的水流量可以是一個常數(shù)，也可以是一個時間分段函數(shù)，在每一個時段內(nèi)是一個常數(shù)。水流量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示：圖 水流量控制系統(tǒng)框圖水流量控制系統(tǒng)通過安裝在管道上的流量變送器實時地測量參考點的水流量，檢測管道出水流量，并將其轉(zhuǎn)換為 4—20mA 的電信號，此檢測信號是實現(xiàn)水流量恒定的關(guān)鍵參數(shù)。由于電信號為模擬量，故必須通過 PLC 的 A/D 轉(zhuǎn)換模塊才能讀入并與設(shè)定值進行比較，將比較后的偏差值進行 PID 運算，再將運算后的數(shù)字信號通過 D/A 轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成模擬信號作為變頻器的輸入信號，控制變頻器的輸出頻率，從而控制水泵電機的轉(zhuǎn)速，進而控制管道中的水流量，實現(xiàn)水流量恒定。 水流量系統(tǒng)控制流程水流量系統(tǒng)控制流程如下: (l) 系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先啟動變頻器拖動電動機工作，根據(jù)流量變送器測得的管道實際流量和設(shè)定流量的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制水泵電機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)輸出流量達到設(shè)定值，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間水泵電機工作在調(diào)速運行狀態(tài)。 (2) 當(dāng)管道水流量減小時，流量變送器反饋的水流量信號減小，偏差變大，PLC 的輸出信號變大，變頻器的輸出頻率變大，所以水泵電機的轉(zhuǎn)速增大，供水量增大，最終水泵電機的轉(zhuǎn)速達到另一個新的穩(wěn)定值。反之，當(dāng)管道水流量增加時，通過流量閉環(huán)，減小水泵電機的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手第 3 章 硬件設(shè)計 PLC S7200 介紹(1)