【正文】 3 液位控制系統(tǒng)的軟件設計 .............................................. 11 液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計 ........................................... 11 液位控制系統(tǒng)的控制方案 .................................... 11 PLC 程序設計 ................................................... 12 固定頻率的設定 ........................................... 12 PLC 控制要求和策略 ........................................ 12 PLC 程序控制流程 .......................................... 12 STEP 7 編程過程 ........................................... 13 上位機組態(tài)軟件設計 ............................................. 16 “組態(tài)王”軟件界面 ....................................... 17 上位機組態(tài)畫面的創(chuàng)建 ..................................... 17 上位機組態(tài)軟件數(shù)據(jù)詞典的創(chuàng)建 ............................. 18 設置上位機通訊連接設備 ................................... 19 4 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................ 21 結(jié)論 .................................................................. 22 參考文獻 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 附錄 .................................................................. 23 致謝 .................................................................. 32 1 引言 課題的提出 過程控制通常是指連續(xù)生產(chǎn)過程的自動控制，是自動化技術(shù)最重要的組成部分之一。其應用范圍覆蓋石油、化工、制藥、生物、醫(yī)療、水利、電力、冶金、輕工、紡織、建材、核能、環(huán)境等許多領域，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。 近幾十年來，自動控制系統(tǒng)已被廣泛使用，在其研究與發(fā)展上也已趨于完備，而控制的概念更是應用在許多生活周圍的事物。在人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)等諸多領域經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，液位控制系統(tǒng)已是一般工業(yè)界所不可缺少，例如居民生活用水的供應 , 飲料、食品加工 , 溶液過濾 , 化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程 , 通常需要使用蓄液池 , 蓄液池中的液位需要維持合適的高度 , 既不能太滿溢出造成浪費 , 也不能過少而無法滿足需求。假若我們能使用此系統(tǒng)來自動維持液位的高度，那么工作人員便可輕易的在操作室獲知整個設備的儲水狀況，因此 ， 液面高度是工業(yè)控制過程中一個重要的參數(shù)，特別是在動態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對液位進行檢測、控制，不僅能收到很好的效果，而且提升了 工作效率。 隨著我國科學技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。智能化也往往是從設備自動控制系統(tǒng) 開始?？删幊炭刂破鳎?Programmable Logic Controller, PLC） 是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。 因此，基于 PLC 的液位控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中具有重要的意義。 PLC 及過程控制技術(shù)的概述及發(fā)展 可編程控制器是計算機家族中的一員，是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發(fā)的產(chǎn)品，是為工業(yè)控制應用而設計制造的以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程控制器稱作 可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），簡稱 PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，還可以進行算術(shù)運算和模擬量控制等，因此，美國電器制造協(xié)會（ NEMA）于 1980年正式將這種裝置命名為可編程控制器（ Programmable Controller），簡稱 PC。但是為了避免與個人計算機（ Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC。 PLC 實質(zhì)是一種專門用于工業(yè)控制的計算機，所以 其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算 機相同，主要由中央處理器（ CPU）、存儲器（ RAM、 ROM）、輸入輸出器件（ I/O 接口）、電源及編程設備幾大部分組成。 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 11 所示。 圖 11 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖 PLC 作為一種專用于工業(yè)控制的計算機具有以下特點： 高可靠性 豐富的 I/O 接口模塊 采用模塊化結(jié)構(gòu) 編程簡單易學 安裝簡單，維修方便 20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕 生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機接口單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備配套更加容易。目前 PLC 在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、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)。 而對于過程控制技術(shù)， 在 20 世紀 40 年代以前，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平相對落后，生產(chǎn)過程大多處于手工操作狀態(tài)，操作工通過目測判斷生產(chǎn)過程的狀態(tài)，手動調(diào)整生產(chǎn) 過程，生產(chǎn)效率很低。 40 年代以后，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展很快，尤 其是近些年來，在 IT 技術(shù)的帶動下，過程控制技術(shù)發(fā)展十分迅猛。過程控制裝置與系統(tǒng)的發(fā)展大致分為以下幾個階段： 1. 局部自動化階段（ 20 世紀 50— 60 年代） 這個階段的過程控制系統(tǒng)絕大多數(shù)是單輸入 單輸出系統(tǒng)；被控參數(shù)主要有溫度、壓力、流量和物 位四種參數(shù)；控制的目的是保持這些工藝參數(shù)的穩(wěn)定，確保安全生產(chǎn)。生產(chǎn)的規(guī)模比較小，多用氣動儀表進行測量與控制，采用 ~ 的氣動信號作為統(tǒng)一標準信號，壓縮空氣為動力的氣動儀表實現(xiàn)就地的簡單控制。到 20 世紀 50年代后期至 60 年代，先后出現(xiàn)了氣動和電動單元組合儀表，采用 了集中監(jiān)控與集中操作的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了工廠儀表化和局部自動化。 2. 集中控制階段（ 20 世紀 60— 70 年代） 在 20 世紀的 60 年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)過程越來越復雜、產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，對過程控制技術(shù)提出了新的要求，迫切需要生產(chǎn)過程集中控制與管理。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導體產(chǎn)品取代了電子真空管，之后，集成電路取代了分立元件，電子儀表的可靠性大為提高，逐步替代了氣動儀表。這時的過程控制系統(tǒng)大量采用單元組合儀表和組裝式儀表，生產(chǎn)過程實現(xiàn)了車間范圍和大型系統(tǒng)的集中監(jiān)控。為了提高控制質(zhì)量和滿足特殊工藝的控制 要求，開發(fā)使用了多種復雜控制系統(tǒng)方案，例如串級控制、前饋控制、比值控制、均勻控制等。特別式前饋控制、選擇控制的實現(xiàn)，使過程控制品質(zhì)、安全性大為提高。前饋控制使控制質(zhì)量顯著提高；選擇控制自動實現(xiàn)保護性自動控制，以免強制性連鎖停車，改變了過去不得不切向手動或被迫連鎖停車的狀況，從而擴大