【正文】 的不斷增長，人們生活用水的增加，早先采取的繼電器作為水塔水位的自動控制系統(tǒng)，由于頻繁操作，會產(chǎn)生機械電氣磨損，而且維護和更新的不方便，已經(jīng)不能滿足人們賦予這個時代的實際需求。 本篇論文以一個水塔水位控制系統(tǒng)的分析、設計和開發(fā)的全過程為主線，給出了基于 PLC 水塔水位控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)的具體過程，特別在細節(jié)上分析了其功能的實現(xiàn)思想，較全的闡述了建立一個系統(tǒng)應該遵循的分析方法。 可 編 程 控 制 器 (Programmable Controller) 也 可 稱 邏 輯 控 制 器(Programmable Logic Controller),是一微處理器為核心的工業(yè)自動控制通用裝置，是計算機家族的一名成員，簡稱 PC。對于工作模式固定、要求比較簡單的場合非常使用，至今仍有廣泛的用途。其對新裝置性能提出的要求就是著名的 GM10條，即 : 1. 編程方便，現(xiàn)場可修改程序； 2. 維修方便，采用模塊化結構； 3. 可靠性高于繼電器控制裝置； 4. 體積小于繼電器控制裝置； 5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機； 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 6. 成本可與繼電器控制裝置競爭； 7. 輸入可以是交流 115V； 8. 輸出為交流 115V， 2A 以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等； 9. 在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更； 10. 用戶程序存儲器容量至少能擴展到 4K。所以，可編程控制器廣泛地應用于各個工業(yè)領域。裝置中的器件主要采用分離元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。其中 PLC特有的編程語言— 梯形圖一直沿用至今。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。而且，為了進一步提高 PLC的處理速度，各制造廠商紛紛開發(fā)研制了專用邏輯處理芯片。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。這樣，某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 （ 2） EPROM（ Erasable Programmable Read Only Memory）這是一種可擦除的只讀存儲器。使用編程器 就能很容易地對其所存儲的內容進行修改。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控 制中的廣泛應用和發(fā)展，各可編程控制器制造廠家已經(jīng)開發(fā)出一系列的智能接口模塊，使可編程控制器的功能更加強大和完善。目前編程器主要有以下三種類型 :便攜式編程器 (也叫簡易編程器 )。15V 直流電源：供 PLC中 TTL芯片和集成運放使用； 供輸出接口使用的高壓大電流的功率電源； 鋰電池及其充電電源。 3. 直接連接 ， 另外為了提高操作性能它還有多種人 機對話的接口模塊 。 (五 ) 安裝簡單維修方便 PLC 不需要專門的機房 ， 可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與 PLC 相應的 I/O 端相連接即可投入運行，各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障，由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障 ， 用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復運行。這樣在對于 I/O 響應要求不高的場合， PLC與繼電器控制裝置的處理結果上就沒有什么區(qū)別了。 如下圖： 圖 12 PLC 掃描周期 （ 1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O映象區(qū)中的相應得單元內。 （ 2）用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在此期間， CPU按照 I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。以上兩個主要原因，使得 PLC得 I/O響應比一般微型計算機構成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。 2）保持水 塔 的水位在 S3—— S4 之間，當水 塔 水位低于水 塔 下限水位開關 S3 時，則水 塔 下限液位開關 S3 為 ON，則驅動電機 M 開始工作，向水 塔 供水。 水塔水位控制系統(tǒng)主電路 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 圖 22 水塔水位系統(tǒng)控制主電路圖 I/O 口的分配 表 21 水塔水位系統(tǒng) PLC的輸入 /輸出接口分配表 輸入 繼電器 輸入變量名 輸出 繼電器 輸出變量名 X0 控制開關 Y0 電磁閥 X1 水塔上限液位開關 Y1 電機 M 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 X2 水塔下限液位開關 Y2 水池下限指示燈 a1 X3 水池下限液位開關 Y3 水池上限指示燈 a2 X4 水池上限液位開關 Y4 水塔下限指示燈 a3 Y5 水塔上限指示燈 a4 Y6 報警指示燈 a5 水塔水位系統(tǒng)的輸入 /輸出設備 這是一個單體控制小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，它有 5個開關量，開關量輸出觸點共有 8 個，輸入、輸出觸點數(shù)共有 13個，只需選用一般中小型控制器即可。此時，水池的液位已經(jīng)超過了下限位了，系統(tǒng)檢測到此信號時，由于水塔液位低于水塔水位下限，電機 M開始工作，向水塔供 水，當水池的液位超過水池上限液位時，水池上限指示燈 a2，電磁閥就關閉，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，電機 M繼續(xù)工作，從水池向水塔抽水，水塔抽滿是，水塔也未超過水塔上限，水塔上限指示燈 a4滅，但剛剛給水塔供水的時候，電機 M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。 雖然畢業(yè)設計內容繁多，過程繁瑣，但我的收獲卻更加豐富。比如我的設計在節(jié)約水能源上就有很大的不足，在 這個能源緊缺節(jié)能被高度重視的社會中，這無疑是很讓我自身感到遺憾的，可這些不足正是我們去更好的研究更好的創(chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關注新技術新設備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的為社會貢獻自己的一份綿薄之力。 感謝大學里所有的老師，他們不僅教會了我許多學術上的知識，還教會我對待生活的