【正文】 方法，勤勉的工作作風(fēng)和事事力求完美的工作態(tài)度是學(xué)生工作、學(xué)習(xí)和為人的榜樣。我還要感謝自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和胡山老師給予的指導(dǎo)和幫助。李會(huì)艷老師知識(shí)淵博，給學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)給予了極大的幫助和細(xì)心的指導(dǎo)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，成功地解決了組態(tài)王與PLC的連接通信，組態(tài)動(dòng)畫的設(shè)置與連接。軟件調(diào)試較硬件調(diào)試來(lái)說(shuō)要復(fù)雜的多。同法創(chuàng)建組態(tài)畫面中各個(gè)元件的數(shù)據(jù)詞典，畫面就和PLC的數(shù)據(jù)聯(lián)系了起來(lái)，通過(guò)組態(tài)軟件與PLC通訊，實(shí)現(xiàn)組態(tài)畫面對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控。 “組態(tài)王”軟件界面，上位機(jī)組態(tài)軟件界面如圖39。組態(tài)王（KINGVIEW）軟件是國(guó)內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司產(chǎn)品。在OB1中首相對(duì)上、下限位的狀態(tài)進(jìn)行處理，然后通過(guò)對(duì)水位狀態(tài)3的判斷結(jié)果，調(diào)用相應(yīng)的減速、升速功能FF2。最終目的是使得水位穩(wěn)定在狀態(tài)Ⅱ。圖32 水位控制系統(tǒng) PLC程序設(shè)計(jì) 固定頻率的設(shè)定、它們與變頻器輸出頻率之間的關(guān)系如表31所示。產(chǎn)品豎向安裝時(shí)，水位到達(dá)紅線就動(dòng)作，有一定的防波浪功能。圖28 電動(dòng)機(jī)和電源接線方法 可采用擴(kuò)散硅液位變送器，用于收集液位信號(hào)，產(chǎn)生4~20mA模擬信號(hào)，作為模擬量輸入信號(hào)傳遞給PLC，進(jìn)行進(jìn)一步控制。模塊輸入電壓為單相交流120/230V，50/60Hz；輸出電壓為DC24V，具有短路和斷路保護(hù)。模擬量輸入模塊用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPU內(nèi)部處理用的數(shù)字信號(hào)，其主要部分是A/D轉(zhuǎn)換器。相比之下，CPU 312C適用于對(duì)處理能力有較高要求的小型應(yīng)用；CPU 313C滿足對(duì)處理能力和響應(yīng)時(shí)間要求較高的場(chǎng)合，但不帶主站/從站接口；CPU 312適用于全集成自動(dòng)化的基本型CPU及中等處理速度的小規(guī)模應(yīng)用；CPU 314適用于中等處理量的應(yīng)用；而CPU 3152 DP、CPU 3152 PN/DP、CPU 3172DP、CPU 3172 PN/DP及CPU 3193 PN/DP，固然有較高的性能，可用于要求較高的應(yīng)用，但對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是不經(jīng)濟(jì)的，也是不必要的。簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使其應(yīng)用十分靈活。 單容水箱的液位控制系統(tǒng)如下圖21所示。到20世紀(jì)90年代以后，隨著測(cè)量?jī)x表數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和集散型控制技術(shù)日益成熟、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以及基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)逐步推廣、使用，使過(guò)程控制系統(tǒng)的開放性、兼容性和現(xiàn)場(chǎng)儀表與裝置的智能化水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍。這時(shí)的過(guò)程控制系統(tǒng)大量采用單元組合儀表和組裝式儀表，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了車間范圍和大型系統(tǒng)的集中監(jiān)控。目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。 PLC及過(guò)程控制技術(shù)的概述及發(fā)展可編程控制器是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。其應(yīng)用范圍覆蓋石油、化工、制藥、生物、醫(yī)療、水利、電力、冶金、輕工、紡織、建材、核能、環(huán)境等許多領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。我國(guó)近年來(lái)工業(yè)自動(dòng)化水平逐漸提高，PLC在許多行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用?？刂坪诵囊許7300系列的CPU313C2DP為主，以電磁閥、壓力變送器、水泵、上位機(jī)、分隔式水槽等為輔構(gòu)成了單容水箱液位控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)液位控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。假若我們能使用此系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)維持液位的高度，那么工作人員便可輕易的在操作室獲知整個(gè)設(shè)備的儲(chǔ)水狀況，因此，液面高度是工業(yè)控制過(guò)程中一個(gè)重要的參數(shù)，特別是在動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對(duì)液位進(jìn)行檢測(cè)、控制，不僅能收到很好的效果，而且提升了工作效率。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。過(guò)程控制裝置與系統(tǒng)的發(fā)展大致分為以下幾個(gè)階段：1. 局部自動(dòng)化階段（20世紀(jì)50—60年代）這個(gè)階段的過(guò)程控制系統(tǒng)絕大多數(shù)是單輸入單輸出系統(tǒng)；被控參數(shù)主要有溫度、壓力、流量和物位四種參數(shù)；控制的目的是保持這些工藝參數(shù)的穩(wěn)定，確保安全生產(chǎn)。前饋控制使控制質(zhì)量顯著提高；選擇控制自動(dòng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)性自動(dòng)控制，以免強(qiáng)制性連鎖停車，改變了過(guò)去不得不切向手動(dòng)或被迫連鎖停車的狀況，從而擴(kuò)大了自動(dòng)化的范圍。設(shè)計(jì)單容液位控制系統(tǒng)中，控制方式采用了位式控制算法，控制核心為S7300系列的CPU313C2DP以及PLC內(nèi)部A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，檢測(cè)元件為壓力傳感器，執(zhí)行器為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。而且，就其價(jià)格而言，又較S7400要經(jīng)濟(jì)得多。它既有模擬量輸入通道，又有模擬量輸出通道，用于連接模擬量傳感器和執(zhí)行器。由圖24知，模擬量輸入模塊由多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、光隔離元件、內(nèi)部電源和邏輯電路組成。如圖27所示。圖29 變送器接線和調(diào)節(jié)圖水位開關(guān)分為：電容式水位開關(guān)、電子式水位開關(guān)、電極式水位開關(guān)、光電式水位開關(guān)、音叉式水位開關(guān)、浮球式水位開關(guān)等。 圖210 電子式水位開關(guān)BZ24013 液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)單容水箱液位控制系統(tǒng)控制框圖如下圖31所示。 控制要求和策略：1) 上限位：點(diǎn)亮上限位報(bào)警指示燈，開關(guān)輸出組合為001（0Hz）。單擊SIMANTIC 300 Station和Hardware圖標(biāo)，在HW Config窗口中進(jìn)行硬件組態(tài)設(shè)置。單擊FC1和FC2的圖標(biāo)，可分別對(duì)它們進(jìn)行編程，圖38是功能FC1的部分程序。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系統(tǒng)，用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個(gè)位置上都可以及時(shí)獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。圖310 系統(tǒng)組態(tài)畫面 上位機(jī)組態(tài)軟件數(shù)據(jù)詞典的創(chuàng)建創(chuàng)建了組態(tài)畫面之后，畫面指示畫面并不能起到監(jiān)控作用。圖313 設(shè)置串口 COM1對(duì)話框圖314 設(shè)備配置向?qū)?duì)話框4 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試包括兩個(gè)部分，分別是軟件調(diào)試和硬件調(diào)試。在建立PLC和組態(tài)通信連接時(shí)也遇到了不少的困難，變量的類型的選擇、變量域的使用等等各個(gè)方面的匹配。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的知識(shí)領(lǐng)域得到了進(jìn)一步擴(kuò)展，專業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時(shí)增強(qiáng)了分析和解決工程實(shí)際的綜合能力。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠圓滿完成，這與李老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)我們嚴(yán)格要求是分不