【正文】 。 （ 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。 （ 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。 該 PLC 機(jī)型特點(diǎn)如下： （ 1）可靠性高。 （ 5）具有各種接口，與外部設(shè)備連接非常方便。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。外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電源接在輸出公共端 (COM)上。 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。 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。 4~20mA，電阻 250Ω 警告： 輸入電流 2mA 或 +60mA 就可能損壞該模塊。所以，輸送效果依賴葉輪的轉(zhuǎn)速，直徑等因素。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。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)。內(nèi)置 PID 控制、工頻切換順序、停電減速停止控制等新功能。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。 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）。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門的密封技術(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。 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)。管道由不導(dǎo)磁材料制成，管道內(nèi)表面襯掛絕緣襯里。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。 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。 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。 （ 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。 元器件列表 元器件 符 號(hào) 型 號(hào) 數(shù) 量 可編程控制器 PLC FX2N48MR001 FX0N3A 2 熔斷器 FU RT18 6A 3 閘刀開(kāi)關(guān) QS HD11100/18 2 接觸器 KM 2 熱 繼電器 FR 1 液位計(jì) 1 變頻器 FRA540 1 水泵 TRW100160(I)A 1 流量計(jì) 2 表 元器件列表 26 水泵 水泵 流量m3/h） 揚(yáng)程 （ m） 轉(zhuǎn)速（ r/min 功率（ kw） 吸入口徑（ mm） 排除口徑（ mm） TPW100160(I)A 32 2900 3 50 50 表 水泵列表 變頻器 變頻器 功率范圍（ KW） 調(diào)速比 數(shù)字輸入頻率（ Hz) 模擬輸入頻率（ Hz) 輸出頻率（ Hz) 電流輸入選擇（ 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。通過(guò)這一個(gè)多月的學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)自己還有好多不足之處。千萬(wàn)記住秒針不停的劃圈，我們的思想也應(yīng)不斷的修正提高。然而實(shí)習(xí)是不可缺少的一部分。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)都不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像是在登山，當(dāng)你登上峰頂時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)面還有更多而且更高的山峰在等著你的征服。當(dāng)我遇到困難時(shí)，他們給了我許多好的建議和無(wú)私的幫助。在此謹(jǐn)向 李 老師表示最衷心的感謝。以前種種艱辛這時(shí)就變成了最甜美的回憶！ 30 于我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我想說(shuō)：為完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，確實(shí)很辛苦。而這次設(shè)計(jì)也恰好鍛煉了我這一點(diǎn)。 因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō) 掌握 可編程控制器（ PLC）的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 PLC 控制程 序由一個(gè)主程序、若干子程序構(gòu)成，程序的編制在計(jì)算機(jī)上完成，編譯后通過(guò) PC/PPI 電纜把程序下載到 PLC，控制任務(wù)的完成，是通過(guò)在 RUN 模式下主機(jī)循環(huán)掃描并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。把開(kāi)發(fā) 順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開(kāi)發(fā)變得容易。 （ 4） 觸電可以任意串聯(lián)、并聯(lián)，而且同一觸點(diǎn)可以無(wú)限次使用。 積分環(huán)節(jié) ：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無(wú)差度，積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù) Ti， Ti越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。若有偏差，則通過(guò)此功能的控制動(dòng)作使偏差為零。適當(dāng)選用測(cè)量管中絕緣內(nèi)襯和測(cè)量電極的材料，就可以測(cè)量各種腐蝕性 (酸、堿、鹽 )液體流量．尤其在測(cè)量含有固體顆粒的液體如泥漿、紙漿、礦漿等的流量時(shí)，更顯示出其優(yōu)越性 。 固態(tài)結(jié)構(gòu)，無(wú)可動(dòng) 部件 ，高可靠性，使用壽命長(zhǎng)。利用流體靜力學(xué)原理測(cè)量液位，是壓力 傳感器 的一項(xiàng)重要應(yīng)用。由于電容隨溫度、濕度或接地情況 的不同而變化，故其穩(wěn)定性較差，往往會(huì)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。觸摸屏紅外屏價(jià)格低廉，但其外框易碎，容易產(chǎn)生光干擾，曲面情況下失真；電容屏設(shè)計(jì)理論好，但其圖象失真問(wèn)題很難得到根本解決；電阻屏的定位準(zhǔn)確，但其價(jià)格頗高，且怕刮易損。內(nèi)置 RS485， 也可通過(guò)插卡實(shí)現(xiàn) CClink、 DeviceNet TM、 Profibus DP 和 Modbus plus 聯(lián)網(wǎng) 。 占地更省：出口可向左、向右、向上三個(gè)方向，便于管道布置安裝，節(jié)省空間 本論文采用的是上海太平洋泵業(yè)的 TPW100160IA，流量為 （ m3/h） ,揚(yáng)程為 32（ m） ，轉(zhuǎn)速 2900（ r/min） 配帶功率 3（ kw） 吸入口徑 50（ mm） ，排出口徑50（ mm） . 變頻器選型 變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它建立在 控制技術(shù)、電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上。 處理時(shí)間 TO 指令處理時(shí)間 3 輸出特點(diǎn) 如果使用大于 8 位的數(shù)字源數(shù)據(jù)，則只有低 8 位的數(shù)據(jù)有效，高位將被忽略掉。這種泵液位依賴與大氣壓所以提升水的高度有限 。 0~10V/0~5VDC，電阻 200KΩ。 在輸入 /輸出基礎(chǔ)上選擇的電壓或電流由用戶接線方式?jīng)Q定。這部分時(shí)間是固定的，對(duì) P 型機(jī)來(lái)說(shuō)，為 。 ③ 輸出部分 這部分的作用是驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸入接線端是PLC 與外部的開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器轉(zhuǎn)換信號(hào)等連接的端口。 PLC 可取代原繼電器控制系統(tǒng)，有利于對(duì)老設(shè)備的技術(shù)改造。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示，水箱高 2m，我們?cè)O(shè)置它的最低液位為 ，最高液位根據(jù)觸摸屏直接輸入，通過(guò) 流量 傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入當(dāng)前液位值給 PLC，在PLC 內(nèi)部將它進(jìn)行 PID 控制運(yùn)算，將其輸出值做為變頻器的控制信號(hào)，控制水泵的轉(zhuǎn)速，使其 精確的達(dá)到液位值 。 （ 4）分配 I/O 點(diǎn)，分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入 輸出端子的接線圖。 （ 2）從工作方式上比較：電器控制并行工作 ，而 PLC 串行工作，不受制約， I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。 本系統(tǒng)采用 PLC 是基于以下兩個(gè)原因： （ 1） PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在 30萬(wàn)小時(shí)以上； 7 （ 2） 編程能力強(qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)； 根據(jù)多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用的 PLC 具有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。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 ”。利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)畫面，通過(guò)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)的采集和處理，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)?？杀槌绦蚩?制器極其相關(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)。實(shí)際生產(chǎn)中需要更精確、更便捷的控制裝置。 然后，講述了可編程程序控制器的應(yīng)用，通過(guò)論述可編程程序控制器的優(yōu)點(diǎn)對(duì)可控制編程器對(duì)多種液體混合裝置的控制有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)。 （ 5）從可靠性，可維護(hù)性上比較：電器控制接觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線較多，可靠性，維護(hù)性差；而 PLC 無(wú)觸點(diǎn)， 采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，使用壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。 （ 7）進(jìn)行 液體自動(dòng) 控制系統(tǒng)的整體聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題逐一排除，直至調(diào)試成功。由于可靠性是用戶選用的首位依據(jù)，因此，每個(gè) PLC 生產(chǎn)廠都將可靠性作為第一指標(biāo)而加以研制，以單片機(jī)為核心，在硬件和軟件上采取大量的抗干擾措施，使 PLC 的平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到 30 萬(wàn)小時(shí)以上，使用壽命更長(zhǎng)。 （ 6）采用積木式結(jié)構(gòu)或模塊式結(jié)構(gòu)，有較大靈活性和可擴(kuò)展性，擴(kuò)展靈活方便。 ② 內(nèi)部控制電路 12 這部分的作用是運(yùn)算和處理由輸入部分得到的信息，并判斷應(yīng)產(chǎn)生哪些輸出。 總之，在使用 PLC 時(shí)，可以把輸入端等效為一個(gè)繼電器線圈，其相應(yīng)的繼電器接點(diǎn) (動(dòng)合或動(dòng)斷 )可在內(nèi)部控制電路中使用，而輸出端又以等效為內(nèi)部輸出繼電器的一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。 ④ 輸入、輸出更新階段 PLC 的 CPU 在每個(gè)掃描周期進(jìn)行一次輸入來(lái)進(jìn)行輸出更新。 PLC 和 FX2N4AD、 FX2N2DA 這間的通信由光電耦合器保護(hù)。 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。 輸出 電壓輸出 電流輸出 模擬輸出范圍 默認(rèn)狀態(tài)， 0~10VDC 輸入選擇了 0~250 范圍，如果需要其他電壓輸入，請(qǐng)重新調(diào)整偏置和增益。產(chǎn)品特點(diǎn)有： 運(yùn)行平穩(wěn)：泵軸的絕對(duì)同心度及葉輪優(yōu)異的動(dòng)靜平衡，保證平穩(wěn)運(yùn)行，絕無(wú)振動(dòng)。完善的保護(hù)功能 :變頻器保護(hù)功能很強(qiáng)，在運(yùn)行過(guò)程中能隨時(shí)檢測(cè)到各種故障，并顯示故障類別 (如電網(wǎng)瞬時(shí)電壓降低，電網(wǎng)缺相