【正文】 （ mADC) FRA540X系列 1:120 表 變頻器列表 27 第 六 章 PLC 如何控制液面 自動(dòng)控制液面 顧名思義就是全程只需要人為的設(shè)定液面值，其 余的全部交由 PLC 來(lái)控制執(zhí)行。 ② 在幫助中有 CPU 錯(cuò)誤，特殊繼電器 /特殊寄存器的說(shuō)明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器 /特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。 （ 4） 能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接 由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。用標(biāo)號(hào)編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來(lái)使用。 程序設(shè)計(jì) 針對(duì)該課題地總體設(shè)計(jì)要求，我們應(yīng)用的編程軟件是三菱 GX Developer。 （ 2） 觸電不能放在線圈的右邊，即線圈與右母線之間不能有任何觸電。 23 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)編 程基本原則與注意問(wèn)題 程序設(shè)計(jì)（梯形圖）編程基本原則 （ 1） 梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列。 PID 控制算法及特點(diǎn) PID控制算法的一般形式 PID控制器根據(jù)日標(biāo)值 (設(shè)定值 )r(t)與反饋值 (測(cè)量值 )c(t)構(gòu)成的控制偏差： e(t)=r(t)c(t) 將偏差的比例 (P)、積分 (I)和微分 (D)通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行控制。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過(guò)程量的控制。 硬件接線圖 19 圖 PLC 外部接線圖 20 圖 電控系統(tǒng) 主 電 路圖 21 第四章 PID 控制器的設(shè)計(jì) PID控制方式是現(xiàn)代工業(yè)控制中應(yīng)用的最廣泛的反饋控制力式之一。管道由不導(dǎo)磁材料制成，管道內(nèi)表面襯掛絕緣襯里。 電磁流量計(jì)的工作原理 電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理工作的流量測(cè)量?jī)x表，用于測(cè)量具有一定導(dǎo)電性液體的體積流量。 流量計(jì) 電磁流量計(jì) 簡(jiǎn)介 電磁流量計(jì) 是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。在補(bǔ)償溫度 0 ～ 70 ℃ 范圍內(nèi)，溫度飄移低于 %FS ，在整個(gè)允許 工作溫度范圍 內(nèi)低于 0. 18 ３ %FS 。它是針對(duì)化工工業(yè)中強(qiáng)腐蝕性的酸性液體而特制，殼體采用聚四氟乙烯材料制成，采用特種氟膠電纜及專(zhuān)門(mén)的密封技術(shù)進(jìn)行電氣連接，既保證了傳感器的水密性、耐腐蝕性，又使得參考?jí)毫η慌c環(huán)境壓力相通，從而保證了測(cè)量的高精度和高穩(wěn)定性。精巧的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單 的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶(hù)輕松地使用提供了方便。 17 液位傳感器 液位傳感器簡(jiǎn)介 液位 傳感器 （靜壓液位計(jì)／ 液位變送器 ／液位傳感器／ 水位傳感 器 ）是一種測(cè)量液位的 壓力傳感器 ．靜壓投入式液位變送器（液位計(jì)）是基于所測(cè)液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國(guó)外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅 敏感元件 或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為 4～20mA 或 1~5V DC）。 電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì)。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，我們把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、紅外線式、電容感應(yīng)式以及表面聲波式，下面筆者就對(duì) 本次設(shè)計(jì)所用到的電容式 觸摸屏進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹： 電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。 觸摸屏的主要類(lèi)型 從技術(shù)原理來(lái)區(qū)別觸摸屏，可分為五個(gè)基本種類(lèi)：矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏。內(nèi)置 PID 控制、工頻切換順序、停電減速停止控制等新功能。它采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)調(diào)整功能，調(diào)速比可達(dá) 1： 120（ ~60Hz） 隨機(jī)附帶一個(gè)簡(jiǎn)易操作面板 （ FRDU04），也可使用選件 FRPU04（ LCD 顯示帶菜單功能），可拆卸式的風(fēng)扇和接線端子，使維護(hù)更為方便。容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，可以進(jìn)行高額度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)行電氣制動(dòng)，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)。 故障率低：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，關(guān)鍵部分采用國(guó)際一流品質(zhì)；配套，整機(jī)無(wú)故障工作時(shí)間大大提高。該系列泵性能優(yōu)、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)合理、 外形美觀，具有行業(yè)領(lǐng)先水平。 數(shù)字 分辨率 8bit(位 ) 最小信號(hào) 分辨率 40mV（ 0~10V/0~250 依據(jù)輸入特性而變） 60μA（ 4~20mA/0~250 依據(jù)輸入特性而變） 總精度 177。所以，輸送效果依賴(lài)葉輪的轉(zhuǎn)速，直徑等因素。氣壓泵是靠大氣壓提升水位。 4~20mA，電阻 250Ω 警告： 輸入電流 2mA 或 +60mA 就可能損壞該模塊。 PLC 電源關(guān)閉：模擬輸出信號(hào)停止運(yùn)行。 所有數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)設(shè)置都是通過(guò)應(yīng)用到 PLC 中的 TO/FROM 指令，通過(guò)FX2N4AD 的軟件控制調(diào)節(jié)的。 模擬量輸入輸出模塊（ FX0N3A） （ 1） FX2N4AD 和 FX2N2DA 介紹 FX2N4AD 模擬特殊功能塊有兩個(gè)輸入通道和一個(gè)輸出通道，輸入通道接收模擬信號(hào)并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值；輸出通道采用數(shù)字值并輸出等 量模擬信號(hào)。 ③ 程序執(zhí)行階段 在這個(gè)階段， CPU 將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，即按程序?qū)λ械臄?shù)據(jù) (輸入和輸出的狀態(tài) )進(jìn)行處理，包括邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器。開(kāi)始運(yùn)行之后，串行地執(zhí)行存貯器中的程序，這個(gè)過(guò)程可以分為如下四個(gè)階段： ① 公共處理階段 這部分在每次循環(huán)開(kāi)始都要被執(zhí)行，包括復(fù)位系統(tǒng)定時(shí)器、檢查程序存貯器、檢查I/O 總線、檢查掃描時(shí)間等。外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電源接在輸出公共端 (COM)上。而梯形圖是從繼電器控制的電氣原理圖演變而來(lái)的， PIC 程序中的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)、線圈等概念均與繼電器控制電路相同。每個(gè)輸入繼電器可以有無(wú)窮多個(gè)內(nèi)部觸點(diǎn) (動(dòng)合、動(dòng)斷形式均可 )，供設(shè)計(jì)PLC 的內(nèi)部控制電路 (即編制 PLC 控制程序 )時(shí)使用。 （ 8）可根據(jù)生 產(chǎn)工藝要求或運(yùn)行情況，隨時(shí)對(duì)程序進(jìn)行在線修改，不用更改硬接線，靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)。 （ 5）具有各種接口，與外部設(shè)備連接非常方便。 （ 3）編程方便，易于使用。 該 PLC 機(jī)型特點(diǎn)如下： （ 1）可靠性高。變頻器的作用是為三相水泵的電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而使水箱的液位連續(xù)變化。 （ 6）將程序輸入 PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。根據(jù)液位控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入，輸出設(shè)備。 （ 4）從定時(shí)，計(jì)數(shù)上比較：電器控制定時(shí)精度不高，易受環(huán)境溫度變化的影響，且無(wú)計(jì)數(shù)功能；而 PLC 時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有計(jì)數(shù)功能。 8 第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 采用 PLC 控制 液體自動(dòng)混合 的優(yōu)點(diǎn) （ 1）從控制方式上比較：用繼電接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫(huà)出電氣原理圖，然后畫(huà)出繼電器屏的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來(lái)十分不便。 （三）、 本文的主要工作 本文首先回顧多種液體自動(dòng)混合裝置的發(fā)展過(guò)程，說(shuō)明了種液體自動(dòng)混合裝置的PLC 控制的重要性和必然性 。充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義 在工藝加工最初，把多種原料再合適的時(shí)間和條件下進(jìn)行需要的加工以得到產(chǎn)品一直都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的，在后來(lái)多用繼電器系統(tǒng)對(duì)順序或邏輯的操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化操作，但是現(xiàn)在隨著時(shí)代的 發(fā)展，這些方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際 需要。 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(zhuān)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)。 美國(guó)國(guó)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(lèi)專(zhuān)門(mén)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(lái)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(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或 6 生產(chǎn)過(guò)程。 1 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，目前已有許多的企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)的控制器進(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。 關(guān)鍵詞 ： PLC 液面控制 觸摸屏 變頻 2 Abstract In many areas of production, often need to tank of the storage tanks, tank containers, liquid level of monitoring, the traditional relaycontactor, using the hardware connection, poor reliability, automation degree is not high, many enterprises to adopt advanced controller to improve the traditional, greatly improving the reliability and degree of automation control system, provides a more reliable guarantee for the production of enterprises. This paper introduces a programmable controller based on FX2N model (PLC), design of liquid level control system configuration software, using PID algorithm to realize automatic control of liquid level. Using configuration software to design manmachine interface, through the serial port and can realize realtime monitoring control system for munication programming controller, field data collection and processing, the structure is simple, the monitoring system is not only a high degree of automation, but also changes with the online function, flexibility. Key words: PLC level control touch screen frequency converter 3