【正文】 ................................................................ 20 PLC實(shí)現(xiàn) PID控制的方式 ................................................................................ 20 PLC PID 控制器的實(shí)現(xiàn) .................................................................................... 21 PID指令及回路表 ........................................................................................... 23 第 5 章 系統(tǒng)硬件開發(fā)設(shè)計(jì) ...................................................................................... 24 可編程控制器的選型 ....................................................................................... 24 EM235 模擬量模塊 .......................................................................................... 25 EM235 的安裝使用 ................................................................................ 26 EM235 的工作程序編制 ......................................................................... 27 硬件連接圖 ..................................................................................................... 27 控制系統(tǒng) I/O 地址分配 .................................................................................... 28 第 6 章 系統(tǒng)軟件應(yīng)用設(shè)計(jì) ...................................................................................... 29 水位 PID 控制的邏輯設(shè)計(jì) ................................................................................ 29 梯形圖編程 ..................................................................................................... 33 控制程序 ......................................................................................................... 33 聯(lián)機(jī) ................................................................................................................ 33 第 7 章 結(jié) 論 .............................................................................................................. 35 本課題研究結(jié)論 ................................................................................................. 35 課題存在問(wèn)題與展望 .......................................................................................... 35 致 謝 ............................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 37 附錄 .............................................................................................................................. 38 第 1章 引 言 水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足時(shí)，起著調(diào)節(jié)補(bǔ)充的作用。二是利用水塔的高勢(shì)，自動(dòng)送水。使自來(lái)水有一定的水壓揚(yáng)程。為了達(dá)到節(jié)能目的，提高供水系統(tǒng)的質(zhì)量，考慮采用可編程控制器、繼電器。和傳感技術(shù)設(shè)計(jì)出一套適合水塔水位控制的方案。該方案在硬件基礎(chǔ)上使用軟件實(shí)現(xiàn)了警戒水位報(bào)警。共走方便 供水是一個(gè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)供水提出了更高的要求，要滿足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全保證充足供水，如果仍然沿用人工方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須進(jìn)行水塔水位控制自動(dòng)化 系統(tǒng)的改造。 近幾十年來(lái) 自動(dòng)控制技術(shù)迅猛發(fā)展 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 交通運(yùn)輸 國(guó)防建設(shè)和航空 航天事業(yè)等領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展自動(dòng)控制技術(shù)至今己滲透到各種科學(xué)領(lǐng)域 成為促進(jìn)當(dāng)今生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要因素。比如在生活方面的溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、自動(dòng)洗衣機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)電梯、空氣調(diào)節(jié)器、電冰箱、自動(dòng)路燈、自動(dòng)門、保安系統(tǒng)等。在工業(yè)方面主要分為兩大類 一類是氣體、水位、粉體、石油化工制藥、輕工食品、建材等行業(yè)。需要對(duì)溫度、壓力、物位、流量、成分等參數(shù)進(jìn)行控制。另一類是對(duì)己成型材料的進(jìn)一 步加工或者對(duì)多種己成型材料的裝配 主要控制位移、速度、角度等參數(shù)這些都需要應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科的知識(shí) 。 第 2 章 可編程器簡(jiǎn)介 可編程控制器的產(chǎn)生 PLC 是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 PLC= Programmable Logic Controller， 可編程邏輯控制器 ，一種數(shù)字運(yùn)算操作的 電子 系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的 存儲(chǔ)器 ，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行 邏輯運(yùn)算 ，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò) 阿拉伯?dāng)?shù)字 或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。是工業(yè)控制的核心部分。 早期的可編程控制器稱作 可編程邏輯控制器 （ Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來(lái)代替 繼電器 實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用 微型計(jì)算機(jī)技 術(shù) 的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC。 在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備及自動(dòng)化項(xiàng)目中 的可靠性、抗干擾性等諸因素是繼電器無(wú)法比擬的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展 它給工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)了革命性的變革。這個(gè)變革是由繼電器控制到計(jì)算機(jī)控制的飛躍。利用 PLC 控制的特點(diǎn)是 可靠性高 抗干擾能力強(qiáng) 配套齊全 功能完善 適用性強(qiáng) 操作簡(jiǎn)單 易學(xué)易用 深受工程技術(shù) 人員歡迎 [4]。 ④ 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小維護(hù)方便、易于改造 體積小、質(zhì)量輕、功耗低。 盡管軟 PLC 技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ沁@項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要解決一些重要的問(wèn)題。其中主要是以 PC 為基礎(chǔ)的控制引擎的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。軟 PLC 首選的操作系統(tǒng)是 WindowsNT，但是它并不是一個(gè)硬實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)。傳統(tǒng) PLC 具有硬實(shí)時(shí)性，正因?yàn)槿绱怂拍芴峁┛焖?、確定而且可重復(fù)的響應(yīng)。而要讓W(xué)indowsNT 具有硬實(shí)時(shí)性，必須對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)展，使得 PC 的控制任務(wù)具有最高的優(yōu)先級(jí)，不因?yàn)?NT 的系統(tǒng)功能和用戶程序的調(diào)用而 被搶占。現(xiàn)在，我們可以通過(guò)一些方法將實(shí)時(shí)性能加入到 NT 系統(tǒng)中去。比如，修改 NT 的硬件抽象層，或 者 NT 與一種經(jīng)過(guò)實(shí)用驗(yàn)證的硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)組合。另外， WindowsCE 等操作系統(tǒng)具有了 NT在硬實(shí)時(shí)性方面所不具備的特性。在實(shí)際開發(fā)中也可使用其他的操作系統(tǒng)作為平臺(tái)。 軟 PLC 技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng) PLC，以其開放性、靈活性和較低的價(jià)格占有很大優(yōu)勢(shì)。它簡(jiǎn)化了工廠自動(dòng)化的體系結(jié)構(gòu)，把控制、通信、人機(jī)界面及各種特定的應(yīng)用全都合為一體，運(yùn)用于同一個(gè)硬件平臺(tái)上。軟 PLC 技術(shù)也存在著一些問(wèn)題，例如，由于軟 PLC 的運(yùn)行環(huán) 境是 Windows 操作系統(tǒng)，所以實(shí)時(shí)性不強(qiáng)；定時(shí)器最大存在一個(gè)掃描周期的誤差；掃描周期較長(zhǎng)等。但是，這些問(wèn)題可以通過(guò)改變運(yùn)行環(huán)境、改進(jìn)執(zhí)行算法等方法加以解決。只要它們能實(shí)現(xiàn)控制的時(shí)間確定性，即保證能以時(shí)間高度一致的方式執(zhí)行控制指令序列，并具有可預(yù)測(cè)的結(jié)果或行為。軟 PLC 在未來(lái)的工業(yè)電氣控制中定會(huì)占據(jù)重要的席位。成為繼現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展的新亮 雖然 PLC 所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計(jì)時(shí)器與計(jì)數(shù)器等名稱，但 PLC 內(nèi)部并非實(shí)體上具有這些硬件，而是以內(nèi)存與程式編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出元件連接外 部機(jī)械裝置做實(shí)體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。實(shí)際上 PLC 執(zhí)行階梯圖程式的運(yùn)作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入 CPU 中并最后執(zhí)行控制運(yùn)作。在整個(gè)的掃描過(guò)程包括三大步驟， “輸入狀態(tài)檢查 ”、 “程式執(zhí)行 ”、 “輸出狀態(tài)更新 ”說(shuō)明如下： 步驟一 “輸入狀態(tài)檢查 ”： PLC 首先檢查輸入端元件所連接之各點(diǎn)開關(guān)或傳感器狀態(tài)（ 1 或 0 代表開或關(guān)），并將其狀態(tài)寫入內(nèi)存中對(duì)應(yīng)之位置 Xn。 步驟二 “程式執(zhí)行 ”： 將階梯圖程式逐行取入 CPU 中運(yùn)算，若程式執(zhí)行中需要輸入接點(diǎn)狀態(tài)， CPU直接自內(nèi)存中查詢?nèi)〕觥］敵鼍€ 圈之運(yùn)算結(jié)果則存入內(nèi)存中對(duì)應(yīng)之位置，暫不反應(yīng)至輸出端 Yn。 步驟三 “輸出狀態(tài)更新 ”： 將步驟二中之輸出狀態(tài)更新至 PLC 輸出部接點(diǎn)，并且重回步驟一。 此三步驟稱為 PLC 之掃描周期，而完成所需的時(shí)間稱為 PLC 之反應(yīng)時(shí)間， PLC 輸入訊號(hào)之時(shí)間若小于此反應(yīng)時(shí)間，則有誤讀的可能性。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會(huì)被更新一次，因此稱此種運(yùn)作方式為輸出輸入端 “程式結(jié)束再生 ” 目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要特點(diǎn)： 1 、目前我國(guó)還是制造業(yè)大國(guó)，是世界的生產(chǎn)加工中心，有大量的制造業(yè)，就必須用各種生產(chǎn)設(shè)備 ，大部分生產(chǎn)設(shè)備都和 PLC 有關(guān)，需要大量的精通 PLC 控制的從業(yè)人員。 2 、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已發(fā)生調(diào)整，逐漸有勞動(dòng)力密集型轉(zhuǎn)化為技術(shù)密集型，大量的新設(shè)備被采用，這些設(shè)備很多都和 PLC 控制相關(guān)，需大量的高技術(shù)人才。 目前和 PLC 有關(guān)的從業(yè)人員主要有： 1 、企業(yè)的設(shè)備維護(hù)和維修人員 2 、從事工控設(shè)備銷售的人 員 3 、從事設(shè)備開發(fā)，編程的電氣工程師 可編程控制器對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。 可編程 控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)。 ①可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； ②編程直觀、簡(jiǎn)單； ③適應(yīng)性好； ④功能完善，接口功能強(qiáng)。 用可編程控制器代替了繼電器 — 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、通用性等有點(diǎn)，用程序代替硬接線，并且具有計(jì)算機(jī)功能 靈活、通用性能強(qiáng)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，使得部熟悉 計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。這樣，工作人員不必在變成上發(fā)費(fèi)大量地精力，只重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 1 緒