【正文】 摘要 在眾多生產(chǎn)領(lǐng)域中 ,經(jīng)常需要對(duì)貯槽 ,貯罐 ,水池等容器中的液位進(jìn)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(dòng)化程度不高 ,目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)控制器進(jìn)行改造 ,大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化程度 ,為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)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(shè)計(jì)方案 .系統(tǒng)采用 PID 算法 ,實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)控制 .利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)界面 ,通過串行口和可編程控制器通信 ,實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 ,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與處理 ,其結(jié)構(gòu)簡 單 ,監(jiān)控系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高 ,還具有在線修改功能 ,靈活性強(qiáng) . . 關(guān)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(shè)計(jì)背景 ??????????????????????? 13 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 ??????????????????????? 14 本課題設(shè)計(jì)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(diǎn) ??????????????????? 14 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 ????????????????????? 15 系統(tǒng)控制方案 ???????????????????????? 16 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ?????????????????????? 18 可編程控制器（ PLC）的選型 ?????????????????? 18 如何選購 PLC 產(chǎn)品 ??????????????????? 18 PLC 的選型 標(biāo)準(zhǔn) ???????????????????? 18 PLC 機(jī)型的選擇與特點(diǎn) ????????????????? 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(shè)計(jì) ???????????????????????? 28 程序設(shè)計(jì)編程基本原則與注意問題 ???????????????? 28 程序設(shè)計(jì)（梯形圖）編程基本原則 ?????????????? 28 程序設(shè)計(jì)注意問題 ??????????????????? ? 28 所用編程軟件特點(diǎn)及界面操作 ??????????????????? 29 編程軟件特點(diǎn) ??????????????????????? 29 信捷 XCPPro 編程軟件操作 ????????????????? 29 變頻器參數(shù)設(shè)定 ????????????????????????? 31 觸摸屏程序 ?????????????????????????? 32 屏幕保護(hù)畫面 ??????????????????????? 32 操作畫面 ????????????? ???????????? 32 參數(shù)設(shè)置畫面 ??????????????????????? 33 致謝 參考文獻(xiàn) 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(jì) 70 年代以來，在集成電路，計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于其具有功能強(qiáng)，可靠性高，配置靈活，使用方便以及體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在 PLC 技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面 發(fā)展很快，除了許多從國外引進(jìn)的設(shè)備，自動(dòng)化生產(chǎn)線外，國內(nèi)越來越多的設(shè)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)小；價(jià)格上能與繼電 接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭；易于現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用，維護(hù)，維修；能直接推動(dòng)電磁閥，接觸器與之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能想中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。 第一章 .緒論 20 世紀(jì) 20 年代起，人們把各種繼電器。定時(shí)器。接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種 生產(chǎn)機(jī)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(jié)構(gòu)簡單。容易掌握。價(jià)格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位 .但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能少，難與實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，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(jì) 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競(jìng)爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之 改變，以及對(duì)整個(gè)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(yīng)白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭要求， 1968 年美國通用汽車公司公開向社會(huì)招標(biāo)，對(duì)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(xiàn)場(chǎng)修改程序 （ 2） 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu) （ 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(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī) （ 6） 成本可與繼電器控制盤競(jìng)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(qū)動(dòng)接觸器，電磁閥等 （ 9） 擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最小 （ 10） 用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)張到 4KB（適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車裝配過程的需 要） 十項(xiàng)指標(biāo)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。 美國國際電工委員會(huì)（ IEC）在 1987 年對(duì)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(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò) 展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 定義強(qiáng)調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別與一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。 定義還強(qiáng)調(diào)了 PLC 是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計(jì)算機(jī)，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的”工業(yè)計(jì)算機(jī)。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，它還具有“數(shù)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(kuò)充”。 本課題 將在以下幾方面對(duì)液位系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證 控制系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)的需要對(duì)液位進(jìn)行來設(shè)定，當(dāng)液位低于設(shè)定限位時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)水泵進(jìn)行加液，當(dāng)液位到達(dá)設(shè)定值時(shí)停泵，操作人員可以通過觸摸屏進(jìn)行液位設(shè)定，控制監(jiān)控等操作。 可編程控制器（ PLC）因?yàn)榭垢蓴_能力強(qiáng)，可靠性好，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，編程方便，易于使用，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、的周期短 ， 體積小，維護(hù)操作方便 ， 易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化 ， 可實(shí)現(xiàn)三電一體化等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣，最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。通過 PLC 對(duì) 程序設(shè)計(jì)，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(yīng)用非常廣泛，具有很高的應(yīng)用價(jià)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(diǎn)