【正文】 踐的區(qū)別。這次畢業(yè)設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶 ！ —— 張鵬 31 致 謝 首先衷心的感謝我的論文指導(dǎo)老師 李俊杰 老師。 32 參 考 文 獻 [ 1 ] 廖常初 .FX 系列 PLC 編程及應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 20xx． [ 2 ] 廖常初 . PLC 編程及應(yīng)用 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx． [ 3 ] 王俊杰 .檢測技術(shù)與儀表 [M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社， 20xx． [4 ] 邱關(guān)源主編 .電路 [M].高等教育出版社， 1999． [5 ] 王兆安等主編 .電力電子技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社， 20xx． [ 6 ] 劉湘濤等主編 .自動控制原理 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,20xx． [ 7 ] 陳伯時主編 .電力拖動自動控制 系統(tǒng)（第 3 版） [M].北京：機械工業(yè)出版社 , 20xx． [ 8 ] 郭一楠等編．過程控制系統(tǒng) [M].北京： 機械工業(yè)出版社 ,20xx． [ 9 ] 陳立定、吳玉香編．電氣控制與可編程控制器 [M].廣州：華南理工大學(xué)出版社 ,20xx． [10] 張萬奎．模擬電子技術(shù) [M]． 長沙：湖南大學(xué)出版社， 20xx． [11] 張克農(nóng)．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京：高等教育出版社， 20xx． [12] 曲明 . PLC 變頻器液位自動控制系統(tǒng)設(shè)計 [J]. 黑龍江科技信息 , 20xx． [13] 陶美雄 ． 基于 PLC 的液位自動控制系統(tǒng) [J]． 江西冶金 , 20xx． [14] The adaptive control simulation of Electrohydraulic Proportional system[A]． Proceedings of 20xx International Conference on Computer,Mechatronics, Control and Electronic Engineering (CMCE 20xx) Volume 3[C], 20xx． [15] Research and design of coal seam water infusion control system[A]． Proceedings of the 20xx International Conference on Computational Intelligence and Natural Computing(Volume 1)[C], 20xx． 33 附錄 一 程序流程圖 34 附錄 二 程序 35 36 37 38 附錄 三 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 附錄 四 PLC 外部接線 附錄五 主電路圖 。從設(shè)計的開始到論文的定稿，整個過程 李老師都一直關(guān)心著我 。從而做到理論與實際的融會貫通，充分的運用自己實習(xí)所獲得的知識及經(jīng)驗為畢業(yè)設(shè)計增添亮點。本次設(shè)計中我綜合運用了在校內(nèi)外所學(xué)習(xí)的知識。于是開始了對其運行要求進行解讀，并著手開始繪制原理圖，同時也積極 查詢 相關(guān) 資料 。如下圖： 28 綜上，當(dāng)液位達到恒液位值時，液位達到上限的關(guān)閉水泵讓液位下降，液位達到下限的打開水泵使液位上升，然后再通過 PID 計算，重復(fù)上面的過程。 ② 在幫助中有 CPU 錯誤，特殊繼電器 /特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯誤，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。用標(biāo)號編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實際的程序來使用。 （ 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。 PID 控制算法及特點 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)通過線性組合構(gòu)成控制量，對受控對象進行控制。 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 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。 電磁流量計的工作原理 電磁流量計是基于電磁感應(yīng)原理工作的流量測量儀表，用于測量具有一定導(dǎo)電性液體的體積流量。在補償溫度 0 ～ 70 ℃ 范圍內(nèi)，溫度飄移低于 %FS ，在整個允許 工作溫度范圍 內(nèi)低于 0. 18 ３ %FS 。精巧的結(jié)構(gòu)，簡單 的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。 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)。 觸摸屏的主要類型 從技術(shù)原理來區(qū)別觸摸屏，可分為五個基本種類：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。它采用先進磁通矢量控制方式，實現(xiàn)在線自動調(diào)整功能，調(diào)速比可達 1： 120（ ~60Hz） 隨機附帶一個簡易操作面板 （ 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，使維護更為方便。 故障率低：結(jié)構(gòu)簡單合理，關(guān)鍵部分采用國際一流品質(zhì)；配套，整機無故障工作時間大大提高。 數(shù)字 分辨率 8bit(位 ) 最小信號 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。氣壓泵是靠大氣壓提升水位。 PLC 電源關(guān)閉：模擬輸出信號停止運行。 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輸入通道和一個輸出通道，輸入通道接收模擬信號并將模擬信號轉(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。開始運行之后，串行地執(zhí)行存貯器中的程序，這個過程可以分為如下四個階段： ① 公共處理階段 這部分在每次循環(huán)開始都要被執(zhí)行，包括復(fù)位系統(tǒng)定時器、檢查程序存貯器、檢查I/O 總線、檢查掃描時間等。而梯形圖是從繼電器控制的電氣原理圖演變而來的， PIC 程序中的動合、動斷觸點、線圈等概念均與繼電器控制電路相同。 （ 8）可根據(jù)生 產(chǎn)工藝要求或運行情況，隨時對程序進行在線修改，不用更改硬接線，靈活性大，適應(yīng)性強。 （ 3）編程方便，易于使用。變頻器的作用是為三相水泵的電機提供可變頻率的電源，實現(xiàn)電機的無級調(diào)速，從而使水箱的液位連續(xù)變化。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。 8 第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 采用 PLC 控制 液體自動混合 的優(yōu)點 （ 1）從控制方式上比較：用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。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，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。 定義還強調(diào)了 PLC 是 “數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng) ”，他也是一種計算機，它是 “專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的 ”工業(yè)計算機。 1 摘 要 在眾多生產(chǎn)領(lǐng)域中，經(jīng)常需要對貯槽，貯罐，水池等容器中的液位進行監(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，自動化程度不高，目前已有許多的企業(yè)采用先進控制器對傳統(tǒng)的控制器進行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自動化程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障。這也是區(qū)別與一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征?？删幊炭刂破饕后w自動混合系統(tǒng)集成自動控制技術(shù)，計量技術(shù)，傳感器技術(shù)等技術(shù)與一體的機電一體化裝置。 最后，通過對程序液位控制系統(tǒng)的程序的調(diào)試，檢測，再進行是對系統(tǒng)的 更正，使控制系統(tǒng)更加完善，確保系統(tǒng)能順利運行。 （ 2）確定 I/O 設(shè)備。 10 觸 摸 屏 P I DD / A變 頻 器接 觸 器水泵水箱液 位 傳感 器A / D液 位給 定P L C + 模 擬 量 輸 入數(shù) 模 塊 圖 系統(tǒng)控制 原理 圖 系統(tǒng)帶有觸摸屏顯示裝置， 可以顯示系統(tǒng)的當(dāng)前液位，設(shè)定液位上限，進行報警顯示。 PLC 具有邏輯判斷、計數(shù)、定時、步進、跳轉(zhuǎn)、移位、記憶、四則運 算和數(shù)據(jù)傳送等功能，可以實現(xiàn)順序控制、邏輯控制、位置控制和過程控制等。 PLC 上有 I/O 指示燈，哪個 I/O 元件有故障，一目了然。 PLC 程序一 般用梯形圖形式表示。當(dāng) PLC 加電后，首先進行初始化處理，包括清除 I/O 及 內(nèi)部輔助繼電器、復(fù)位所有定時器、檢查 I/O 單元的連接等。這種對輸 13 入、輸出狀態(tài)的集中處理過程，稱為批處理，這是 PLC 工作的特點。 STOPRUN： 一旦上位機 PLC 切換回到 RUN 模式，模擬輸出就恢復(fù)到由程序控制的正常狀態(tài)的數(shù)字值。 處理時間 TO 指令處理時間 2+FROM 指令時間 14 輸入特點 模塊不允許兩個通道有不同的輸入特性 表 A/D 轉(zhuǎn)換 （ 3） FX2N2DA 性能規(guī)格如下表 表 D/A 轉(zhuǎn)換性能 水泵選型 水泵有很多種，從原理上可以分為氣壓泵，離心泵，軸流泵，混流泵，螺旋泵等。 4~20mA，外部負載： 500Ω或更小。 噪音低：兩個低 噪音軸承支撐下的水泵，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，除電機微弱聲響，基本無噪音。 本課題采用 FRA540 系列 變頻器， 功率范圍為 ~280KW。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上 接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo)，再送給CPU，它同時能接收 CPU 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。 靜壓投入式液位變送器（液位計）適用于石油化工、 冶金 、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。 功能特點： （ 1） 穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達 %FS 年。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。把感應(yīng)電勢放大接入顯示儀表，便可指示相應(yīng)的流量。 在該系統(tǒng)中我們用硬件型設(shè)計這樣可以減少編程。每一邏輯行起于左母線，經(jīng)觸電、線圈終止于右母線。 （ 3） 程序的標(biāo)準(zhǔn)化 ① 標(biāo)號編程 用標(biāo)號編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認識軟元件的號碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 (b) 沒有必要制作條使用的順序程序。如下圖： 情況二：變頻器 的頻率不斷減小 當(dāng)變頻器的頻率不斷減小直到達到下限頻率時，水泵就直接停止關(guān)閉。面對這那課題，開始時束手無策！在老師的指點下，我才有點眉目。然而遇到困難，我都一直堅持著，尋找各種方法來解決問題，并不停鼓勵自己一定會成功的。從而鞏固自己所學(xué)的知識，增強發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中得到了 李 老師的悉心