【正文】 摘要 在眾多生產領域中 ,經常需要對貯槽 ,貯罐 ,水池等容器中的液位進行監(jiān)控 ,以往采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制 ,使用的硬件連接多 ,可靠性差 ,自動化程度不高 ,目前已有許多企業(yè)采用先進控制器對傳統(tǒng)控制器進行改造 ,大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自動化程度 ,為企業(yè)提供了更可靠的生產保障 . 本文介紹了基于信捷 XC3 型可編程控制器 (PLC),組態(tài)軟件的液位控制系統(tǒng)的設計方案 .系統(tǒng)采用 PID 算法 ,實現液位的自動控制 .利用組態(tài)軟件設計人機界面 ,通過串行口和可編程控制器通信 ,實現控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控 ,現場數據的采集與處理 ,其結構簡 單 ,監(jiān)控系統(tǒng)不僅自動化程度高 ,還具有在線修改功能 ,靈活性強 . . 關鍵 : PLC 液位控制 觸摸屏 變頻器 目錄 前言 ????????????????????????????? 1 第一章 緒論 ?????????????????????????? 13 本課題設計背景 ??????????????????????? 13 本課題設計內容 ??????????????????????? 14 本課題設計的目的和意 ??????????????????? 14 第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 ? ?????????????????? 14 采用 PLC 控制液位的優(yōu)點 ??????????????????? 14 系統(tǒng)設計的基本步驟 ????????????????????? 15 系統(tǒng)控制方案 ???????????????????????? 16 第三章 系統(tǒng)硬件設計 ?????????????????????? 18 可編程控制器（ PLC）的選型 ?????????????????? 18 如何選購 PLC 產品 ??????????????????? 18 PLC 的選型 標準 ???????????????????? 18 PLC 機型的選擇與特點 ????????????????? 19 模擬量輸入輸出模塊（ XCE4AD2DA） ??????????? 21 水泵選型 ?????????????????????????? 23 變頻器選型 ????????????????????????? 24 觸摸屏選型 ????????????????????????? 26 觸摸屏的工作原理 ???????????????????? 26 觸摸屏的主要類型 ????????????????????? 觸摸屏的選擇 ??????????????????????? 27 硬件接線圖 ?????????????????????????? 28 第四章 系統(tǒng)軟件設計 ???????????????????????? 28 程序設計編程基本原則與注意問題 ???????????????? 28 程序設計（梯形圖）編程基本原則 ?????????????? 28 程序設計注意問題 ??????????????????? ? 28 所用編程軟件特點及界面操作 ??????????????????? 29 編程軟件特點 ??????????????????????? 29 信捷 XCPPro 編程軟件操作 ????????????????? 29 變頻器參數設定 ????????????????????????? 31 觸摸屏程序 ?????????????????????????? 32 屏幕保護畫面 ??????????????????????? 32 操作畫面 ????????????? ???????????? 32 參數設置畫面 ??????????????????????? 33 致謝 參考文獻 附錄一 系統(tǒng)硬件電路圖 前言 可編程控制器 (Programmable Logic Controller)，簡稱 PLC。它是 20 世紀 70 年代以來，在集成電路，計算機技術基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備。由于其具有功能強，可靠性高，配置靈活，使用方便以及體積小，重量輕等優(yōu)點，國外已廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現工業(yè)自動化的支柱產品。近年來，國內在 PLC 技術與產品開發(fā)應用方面 發(fā)展很快，除了許多從國外引進的設備，自動化生產線外，國內越來越多的設備采用 PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電 接觸器控制系統(tǒng)。與繼電 接觸器系統(tǒng)相比 PLC 控制系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電 接觸器控制系統(tǒng)??；價格上能與繼電 接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于現場變更程序；便于使用，維護，維修；能直接推動電磁閥，接觸器與之相當的執(zhí)行機構；能想中央數據處理系統(tǒng)直接傳輸數據等。 第一章 .緒論 20 世紀 20 年代起，人們把各種繼電器。定時器。接觸器及其觸點按一定的邏輯關系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種 生產機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng) .由于它結構簡單。容易掌握。價格便宜，在一定范圍內能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領域中一直占主導地位 .但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難與實現較復雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構成的系統(tǒng)，接線復雜，當生產工藝或對象改變時，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差 . 20 世紀 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產線的控制系統(tǒng)亦隨之 改變，以及對整個開展系統(tǒng)重新配置 .為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應白熱化的市場競爭要求， 1968 年美國通用汽車公司公開向社會招標，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是： （ 1） 編程方便，可現場修改程序 （ 2） 維修方便，采用插件式結構 （ 3） 可靠性高于繼電器控制裝置 （ 4） 體積小于繼電器控制盤 （ 5） 數據可直接送入管理計算機 （ 6） 成本可與繼電器控制盤競爭 （ 7） 輸入可以是交流 150V 以上 （ 8） 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驅動接觸器，電磁閥等 （ 9） 擴展時原系統(tǒng)改變最小 （ 10） 用戶存儲器至少能擴張到 4KB（適應當時汽車裝配過程的需 要） 十項指標的核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬接線方式，實現大規(guī)模生產線的流程控制。 美國國際電工委員會（ IEC）在 1987 年對可編程序控制器做出如下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數和算術運算等功能的面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關外部設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴 展其功能的原則而設計。 定義強調了 PLC 應直接應用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應能力和應用范圍。這也是區(qū)別與一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。 定義還強調了 PLC 是“數字運算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計算機，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的”工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運算、順序運算、定時、記數和算術運算等操作，它還具有“數字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴充”。 本課題 將在以下幾方面對液位系統(tǒng)進行研究和論證 控制系統(tǒng)可以根據生產的需要對液位進行來設定，當液位低于設定限位時自動啟動水泵進行加液，當液位到達設定值時停泵，操作人員可以通過觸摸屏進行液位設定，控制監(jiān)控等操作。 可編程控制器（ PLC）因為抗干擾能力強，可靠性好，控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強，編程方便，易于使用，設計、施工、調試、的周期短 ， 體積小，維護操作方便 ， 易于實現網絡化 ， 可實現三電一體化等優(yōu)勢已經成為應用面最廣，最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一。通過 PLC 對 程序設計，提高液位系統(tǒng)的控制水平。因此 PLC 在液位控制系統(tǒng)中應用非常廣泛，具有很高的應用價值。 第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 采用 PLC 控制液位的優(yōu)點