【正文】 當(dāng)工作模式改變時，就必須改變控制系統(tǒng)的硬件接線，控制柜內(nèi)的物件和接線都要作相應(yīng)的變動，改造工期長，費用高，用戶改造時寧愿扔掉舊控制柜，另作一個新控制柜使用，阻礙了產(chǎn)品更新?lián)Q代?？删幊炭刂破鞯漠a(chǎn)生與繼電器—接觸器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。本水塔水位控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，具備開啟和全部停止功能，這是一種PLC控制的自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。通過Wincc畫面，能控制、監(jiān)控系統(tǒng)工作全過程，系統(tǒng)報警在Wincc畫面能準(zhǔn)確及時反應(yīng)。當(dāng)PLC存在故障時，會自動報警并顯示故障原因，安全性能較好，便于維修。PLC總的發(fā)展趨勢是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。（2）當(dāng)水池的液位超過水池上限液位時，水池上限指示燈A2滅，電磁閥就關(guān)閉，但是水塔現(xiàn)在還沒有裝滿，可此時水塔液位已經(jīng)超過水塔下限水位，則水塔下限指示燈A3滅，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽滿時，水塔液位超過水塔上限，水塔上限指示燈A4滅，但剛剛給水塔供水的時候，水泵已經(jīng)把水池的水抽走了，此時水塔液位已經(jīng)低于水池上限，水池上限指示燈A2亮。通過控制S7－300 PLC的定時繼電器的功能來實現(xiàn)水塔水位的升降。通過控制S7－300 PLC的定時繼電器的功能來實現(xiàn)水塔水位控制的運行。本次畢業(yè)設(shè)計目標(biāo)：（1）通過對工程實例的模擬，熟練地掌握PLC的編程和程序調(diào)試方法；（2）進(jìn)一步熟悉PLC的I/O連接；（3）熟悉水塔水位等類似邏輯的工程實際的編程方法。要求：（1）水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4個液位指示燈全亮。此次給水塔供水完成。【方案的比較與評價】PLC的應(yīng)用大大地減少了操作工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了勞動時間和勞動力?！绢A(yù)期的效果及指標(biāo)】通過STEP7仿真軟件調(diào)試，實現(xiàn)所有的控制任務(wù)。【進(jìn)度安排】2010 年 9 月21 日 2010 年9 月30 日 選題、調(diào)研、收集資料2010 年10 月8 日 2010 年10 月15 日 論證、開題2010 年10 月16 日 2010 年11 月30 日 設(shè)計（寫作初稿）2010 年12 月1 日 2011 年1 月10 日 修改、定稿、打印【參考文獻(xiàn)】[1]胡學(xué)林.《可編程控制器原理及應(yīng)用》.，2007.[2]胡學(xué)林.《可編程控制器教程（提高篇）》.，2005.[3]汪志峰.《可編程控制器原理及應(yīng)用》.，2004.[4]廖常初.《S7300/400PLC應(yīng)用技術(shù)》.，2005.【指導(dǎo)教師意見】（有針對性地說明選題意義及工作安排是否恰當(dāng)?shù)龋跬馓峤婚_題論證 □修改后提交 □不同意提交（請說明理由）指導(dǎo)教師簽章： 年 月 日 【系部意見】□同意指導(dǎo)教師意見 □不同意指導(dǎo)教師意見（請說明理由） □其它（請說明）系（部）主任簽章： 年 月 日第 三 部 分畢業(yè)設(shè)計正文基于PLC控制系統(tǒng)控制的水塔水位0802電氣技術(shù)[摘 要] 隨著科技的發(fā)展，無論在日常生活中，還是在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，PLC具有廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用此控制系統(tǒng)能顯著提高勞動效率，減少勞動強(qiáng)度。繼電器—接觸器控制已有上百年的歷史，它是一種用弱電信號控制強(qiáng)電信號的電磁開關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡單、電路直觀、價格低廉、容易操作、易于維修的優(yōu)點。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場競爭激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日益縮短，工業(yè)生產(chǎn)從大批量、少品種向小批量、多品種轉(zhuǎn)換，繼電器—接觸器控制難以滿足市場需要，此問題首先被美國通用汽車公司（GM公司）提了出來?？煽啃愿哂诶^電器控制柜。輸入可以是交流115V。這十項指標(biāo)就是現(xiàn)代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通計算機(jī)，它與有關(guān)的外部設(shè)備，按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一體”和“便于擴(kuò)充功能”的原則來設(shè)計。1969年，第一臺可編程控制器PDP14由美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。我國在80年代初才開始使用PLC，目前從國外引進(jìn)的PLC使用較為普遍的有日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、美國GE公司GE系列和德國西門子公司S系列等。 在改革開放最初幾年，我國工業(yè)生產(chǎn)還處于手動操作階段，生產(chǎn)效率低，勞動力浪費嚴(yán)重，生產(chǎn)發(fā)展緩慢。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。并擴(kuò)大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同，如圖11所示：一、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。PLC常用的存儲器類型RAM （Random Assess Memory）(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內(nèi)容)。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。I/O映象區(qū)：由于PLC投入運行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。系統(tǒng)軟設(shè)備存儲區(qū)所謂用戶程序是指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的控制程序。現(xiàn)場的輸入信號，如按鈕開關(guān)，行程開關(guān)、限位開關(guān)以及傳感輸出的開關(guān)量或模擬量(壓力、流量、溫度、電壓、電流)等，都要通過輸入模塊送到PLC。這些模塊又分直流和交流、電壓和電流類型，每種類型又有不同的參數(shù)等級，主要有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊，部件上都設(shè)有輸入接線端子排，為了濾除信號的噪聲和便于PLC內(nèi)部對信號的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號鎖存電路。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過模擬量輸入/輸出模塊與PLC的中央處理器連接。另外還有。四、擴(kuò)展模塊當(dāng)一個PLC中心單元的1/0點數(shù)不夠用時，就要對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的。有的編程器還可與打印機(jī)或磁帶機(jī)相連，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來或存放在磁帶上，磁帶上的信息可以重新裝入PLC。便于攜帶的特點，一般只能用指令形式編程，通過按鍵輸入指令，通過數(shù)碼管或液晶顯示器加以顯示、這種編程器適合小型可編程控制器的編程要求。但它的價格高，適用于中、大型可編程控制器的編程要求。因此編程器的監(jiān)控方式對控制器中新輸入程序的調(diào)試與試運行是非常有用和方便的?，F(xiàn)在產(chǎn)品越來越模塊化，可編程控制器也不例外，它的結(jié)構(gòu)緊密、堅固，外形小巧，CPU本身只提供了一定數(shù)量的數(shù)字輸入和輸出點數(shù)。主要有數(shù)字輸入/輸出模板，模擬輸入/輸出模板，熱電阻、電偶擴(kuò)展模板，還有智能模板等許多具有專用功能的特殊模板。六、電源PLC中的電源一般有三類：+5V、177。通常根據(jù)其I/O點的數(shù)量將PLC分為三大類：小型機(jī)：256點以下（無模擬量）； 中型機(jī)：256 ~ 2048點（64 ~ 128路模擬量）； 大型機(jī)：2048點以上（128 ~ 512路模擬量）。繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。這時，才是PLC的真正輸出。采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。二、豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。三、采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。當(dāng)水位液面高于上限水位，則S2為ON，電磁閥關(guān)閉。 水塔水位控制系統(tǒng)主電路水塔水位控制系統(tǒng)主電路如圖22所示：圖22 水塔水位控制系統(tǒng)主電路圖 I/O接口分配 列出水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表。掃描從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲地址號遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。繼電器梯形圖多半適用于比較簡單的控制功能的編程，絕大多數(shù)