【正文】 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(yīng)得單元內(nèi)。 PLC的控制原理最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的。特殊模板及智能模板的開發(fā)將進(jìn)一步擴(kuò)展可編程控制的功能，專用模板的開發(fā)不僅擴(kuò)大了可編程控制系統(tǒng)的控制功能，而且將進(jìn)一步提高控制質(zhì)量與可靠性。鍵盤有單功能鍵和雙功能鍵，在使用雙功能鍵的時候鍵盤中都備有一個選擇鍵，以選擇其中一種方式工作。圖形編程器還可與打印機、錄音機、繪畫儀等設(shè)備連接，有較強的監(jiān)控功能。五、編程器它的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是0一5伏和O一10伏兩種，模擬電流主要是0一ZomA和4一ZomA兩種?？删幊炭刂破饔卸喾N輸入/輸出模塊，其類型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。用戶程序存儲區(qū)：主要用來存放用戶的應(yīng)用程序。系統(tǒng)RAM存儲區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計時器；計數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲器。在斷電情況下，存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將圖11 PLC控制系統(tǒng)示意圖如此循環(huán)運行，直到停止運行。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。因此，無論是單機還是多機控制、是流水線控制還是過程控制，都可以采用可編程控制器。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。在成本上可與繼電器控制柜競爭。但是當(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。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)。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。（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)水塔水位控制的運行。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?！痉桨傅谋容^與評價】PLC的應(yīng)用大大地減少了操作工人的勞動強度，節(jié)省了勞動時間和勞動力。【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)控制的水塔水位周杰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。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。可靠性高于繼電器控制柜。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，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。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。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。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)。 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，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，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。PLC常用的存儲器類型RAM （Random Assess Memory）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。系統(tǒng)軟設(shè)備存儲區(qū)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。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機構(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。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。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。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。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。通常根據(jù)其I/O點的數(shù)量將PLC分為三大類：小型機：256點以下（無模擬量）； 中型機：256 ~ 2048點（64 ~ 128路模擬量）； 大型機：2048點以上（128 ~ 512路模擬量）。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。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。采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。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)。當(dāng)水位液面高于上限水位，則S2為ON，電磁閥關(guān)閉。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。（2）梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒有真實的電流流過。所以，由梯形圖編寫指令程序時，應(yīng)遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個符號對應(yīng)于一條指令，一條指令為一個步序。此次給水塔供水完成。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。對項目來說是費時費力、得不償失的，同時，MIS（管理信息系統(tǒng)，ManagementInformationSystem）和CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)，ComputerIntegratedManufacturingSystem）的大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、決策提供更詳細(xì)和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的各個環(huán)節(jié)。結(jié) 論大學(xué)三年，在畢業(yè)之際，要用我這三年所學(xué)的知識做出一個設(shè)計，來給予我這三年所學(xué)知識的一個肯定。在設(shè)計的過程中我還得到了老師的幫助與意見。論文得以完成，要感謝的人實在太多了。再次感謝我的大學(xué)和所有幫助過我并給我鼓勵的老師，同學(xué)和朋友，謝謝你們。當(dāng)執(zhí)行程序時，掃描到水池為液位低于水池下限液位時，電磁閥打開，開始往水池離境稅，如果進(jìn)水超過4秒，而水池液位沒有超過水池下限位，說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會自動報警。同時，PLC方便了工廠管理和工人的操作，提高了經(jīng)濟(jì)效益。PLC的一般特點：抗干擾能力強，可靠性極高、編程簡單方便、使用方便、維護(hù)方便、設(shè)計、施工、調(diào)試周期短、易于實現(xiàn)機電一體化。此種控制系統(tǒng)布局固定，按預(yù)先規(guī)定的時間、條件、順序工作。體積小于繼電器控制柜。用可編程控制器代替了繼電器—接觸器的控制，實現(xiàn)了邏輯控制功能，并且具有計算機功能靈活、通用性強等優(yōu)點，用程序代替硬接線，減少了重新設(shè)計，重新接線的工作，此種控制器借鑒計算機的高級語言，利用面向控制過程，面向問題的“自然語言”編程，其標(biāo)志性語言是極易為IT電器人員掌握的梯形圖語言，使得不熟悉計算機的人也能方便地使用。 可編程控制器使用前景可編程控制器是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的控制設(shè)備，是集微處理器、存儲器、輸入/輸出接口與中斷于一體的器件，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、化工、能源、交通等各個行業(yè)。它在硬件上以準(zhǔn)計算機的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。這樣，使PLC得功能大大增強。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。這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。由制造廠商將其固化在EPROM中，用戶不能直接存取。：除了I/O映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM存儲區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲區(qū)。由于這些信號電平各式各樣，而可編程控制器CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以輸入模塊還需將這些信號轉(zhuǎn)換成PLC能夠接受和處理的數(shù)字信號。模擬量輸入模塊A/D轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸入鎖存緩沖器與PLC的1/0總線掛接。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)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。現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是0一5伏和O一10伏兩種，模擬電流主要是0一ZomA和4一ZomA兩種?？删幊炭刂破饔卸喾N輸入/輸出模塊，其類型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。用戶程序存儲區(qū)：主要用來存放用戶的應(yīng)用程序。系統(tǒng)RAM存儲區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計時器；計數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲器。在斷電情況下，存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將圖11 PLC控制系統(tǒng)示意圖如此循環(huán)運行，直到停止運行。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。因此，無論是單機還是多機控制、是流水線控制還是過程控制，都可以采用可編程控制器。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。在成本上可與繼電器控制柜競爭。但是當(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。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)。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。（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)水塔水位控制的運行。要感謝我的朋友和同學(xué)，使他們在我遇到問題是給我以指點。但是一味依靠他人解決問題并不能幫助自己提升，很多時候，自己還是通過查資料來解決畢業(yè)設(shè)計中遇到的問題。是這次做畢業(yè)設(shè)計給予我理論與實踐相結(jié)合的機會，提高了我實際操作和獨立解決問題的能力。 組態(tài)軟件的功能特點發(fā)展方向目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類似的功能：比如，幾乎所有運行于32位Windows平臺的組態(tài)軟件都采用類似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu)，并且對工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源（設(shè)備、標(biāo)簽量、畫面等）進(jìn)行配置和編輯；都提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動程序；都使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能，等等。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過程中，PC（包括工控機）相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。 工作過程設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4個液位指示燈全滅。層次的改變也只能自上而下。根據(jù)控制要求，設(shè)計的梯形圖程序如圖32所示。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位時，則水塔上限水位開關(guān)S4為OFF，水泵停止。四、編程簡單易學(xué)PLC的編程大多采