【正文】 文獻(xiàn)引用、調(diào)查調(diào)研比較可信 設(shè)計(jì)基本合理，理論分析與計(jì)算無(wú)大錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)大錯(cuò) 設(shè)計(jì)不合理，理論分析與計(jì)算有原則錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠，實(shí)際動(dòng)手能力差，文獻(xiàn)引用、調(diào)查調(diào)研有較大的問題 論文(計(jì)算書、圖紙 )撰寫質(zhì)量 60 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，層次清晰，語(yǔ)言準(zhǔn)確，文字流暢，完全符合規(guī)范化要求，書寫工整或用計(jì)算機(jī)打印成文；圖紙非常工整、清晰 結(jié)構(gòu)合理，符合邏輯，文章層次分明，語(yǔ)言準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)范化要求，書寫工整或用計(jì)算機(jī)打印成文；圖紙工整、清晰 結(jié)構(gòu)合理，層次較為分明，文理通順，基本達(dá)到規(guī)范化要求，書寫比較工整；圖紙比較工整、清晰 結(jié)構(gòu)基本合理，邏輯基本清楚，文字尚通順，勉強(qiáng)達(dá)到規(guī)范化要求；圖紙比較工整 內(nèi)容空泛，結(jié)構(gòu)混亂，文字表達(dá)不清，錯(cuò)別字較多，達(dá)不到規(guī)范化要求；圖紙不工整或不清晰 成績(jī)?cè)u(píng)定： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 電氣控制 plc 課程設(shè)計(jì) II 電氣控制 PLC 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 學(xué)院名稱： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 年級(jí)： 2022級(jí) 水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、選題背景及題目來源 實(shí)際模擬項(xiàng)目，可在天科 TKPLCA實(shí)驗(yàn)裝置水塔水位控制區(qū)完成本實(shí)驗(yàn)。當(dāng)水塔水位高于水塔高水位界時(shí)電機(jī) M停止。利用水的導(dǎo)電性連續(xù)地全天候地測(cè)量水位的變化，把測(cè)量到的水位變化轉(zhuǎn)換 成相應(yīng)的電信號(hào)，主控臺(tái)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成相應(yīng)的水位顯示、故障報(bào)警信息顯示、實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示，使水位保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。?shí)踐證明 ，自動(dòng)化操作，具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值。在方案的選擇、元器件的選型時(shí)更多的考慮新技術(shù)、新產(chǎn)品。從企業(yè)的改造要求可以看出在新控制系統(tǒng)中既需要處理模擬量也需要處理大量的開關(guān)量。 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求 在水塔水位控制過程中，整體控制要求如下： 當(dāng)水池液體位于下限液位開關(guān) S1， S1 此時(shí)為 ON， 電磁閥打開，開始往水池里注水，當(dāng)4S 以后，若水池液位沒有超過水池下限液位開關(guān)時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，若系統(tǒng)正常，此時(shí)水池下限位開關(guān) S4 為 OFF，表示水位高于下限水位。 電氣控制 plc 課程設(shè)計(jì) 2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 繼電器控制系統(tǒng) 控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn) 的。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武 器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。隨著 30 多年來微電子技術(shù)的不斷發(fā)展， PLC也通過不斷的升 級(jí)換代大大 電氣控制 plc 課程設(shè)計(jì) 3 增強(qiáng)了其功能。 1． 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 根據(jù)本控制系統(tǒng)的控制要求應(yīng)該選擇可編程序控制器控制。 存儲(chǔ)器（ RM/ROM） 存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，主要用來存放系統(tǒng)程序、用戶 程序和工作數(shù)據(jù)等。它接受來自現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不見（如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)）以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量（要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi)）等各種狀態(tài)控制信號(hào)，并存入輸入映像寄存器。其作用是將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)并輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電動(dòng)機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 通訊接口 通訊接口用于 PLC 與編程器、計(jì)算機(jī)、變頻器、觸摸屏以及其他 PLC 等智能設(shè)備之間的連接，以實(shí)現(xiàn) PLC 與智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。 電源 電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成供 PLC 內(nèi)部需要的直流電源。 1．結(jié)構(gòu)合理 對(duì)于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 能夠達(dá)到要求。但由于整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 功能有限，只適用于控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。若配備了上位計(jì)算機(jī)，可把各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái) PLC 聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。 PLC 的編程分為離線編程和在線編程兩種。一般 PLC及其外部電路（ I/O 模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作： 溫度：工作溫度 0～ 55℃，最高為 60℃ 儲(chǔ)存溫度： 40℃～＋ 85℃ 濕度：相對(duì)濕度 5%～ 95%(無(wú)凝結(jié)霜 ) 振動(dòng)和沖擊： 滿足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 電源：交流 220V，允許變化范圍為 15%～＋ 15%，頻率為 47～ 53Hz 瞬間停電保持 l0ms 環(huán)境：周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體 對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。 對(duì)于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開關(guān)量 I/O 乘以 8；對(duì)于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為模擬內(nèi) 存單元數(shù)乘以 100。 I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。 它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 I/O接口模塊可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制器對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。為了確保 這些信息的正確無(wú)誤， PLC 的 I/O 接口模塊都具有較好的抗干擾能力。 2．開關(guān)量 I/O 標(biāo)準(zhǔn)的 I/O接口用于同傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開 /關(guān)）設(shè)備 電氣控制 plc 課程設(shè)計(jì) 8 （ 如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如 12V 電壓模塊一般不超過 10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。對(duì)于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、 I/O模塊、專用模塊等 消耗電流的總和。 6．根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊(cè)中選擇合適的電源模塊。 因此在選擇機(jī)型時(shí)不僅要滿足其功能要求及維護(hù)等方面的慮： 1）合理 的結(jié)構(gòu)形式 2）安裝方式的選擇 3）相當(dāng)?shù)墓δ芤? 4）系統(tǒng)可靠性的要求 綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)要求選擇 S7200 系列 PLC， S7200 系列 PLC 屬于小型整體式結(jié)構(gòu)的 PLC，本機(jī)自帶 RS 485 通信接口，內(nèi)置電源和 I/O 接口，它的結(jié)構(gòu)小巧，運(yùn)行速度快，可靠性高，具有極其豐富的指令系統(tǒng)和擴(kuò)展模塊，實(shí)時(shí)性和通信能力強(qiáng)大，便于操作，易于掌握，性價(jià)比高，是中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的理想控制設(shè)備。當(dāng)水塔水位低于下限水位，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，水泵不能啟動(dòng)。 表 1 I/O分配圖 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱 地址 進(jìn)水口閥門控制電磁閥 系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕 水泵電機(jī)控制接觸器 水塔水位上限液壓傳感器 S1 蓄水池水位故障報(bào)警燈 水塔水位下限液壓傳感器 S2 水塔水箱水位故障報(bào)警燈 蓄水池水位上限液位傳感器S3 蓄水池水位下限液位傳感器S4 系統(tǒng)停止按鈕 蓄水池水位故障報(bào)警復(fù)位按鈕 水塔水箱水位故障報(bào)警復(fù)位按鈕 電氣控制 plc 課程設(shè)計(jì) 12 主電路的設(shè)計(jì)