【正文】 我的畢業(yè)設計能夠圓滿完成，這與李老師治學嚴謹，對我們嚴格要求是分不開的。在建立PLC和組態(tài)通信連接時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方面的匹配。圖310 系統(tǒng)組態(tài)畫面 上位機組態(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。單擊FC1和FC2的圖標，可分別對它們進行編程，圖38是功能FC1的部分程序。 控制要求和策略：1) 上限位：點亮上限位報警指示燈，開關輸出組合為001（0Hz）。圖29 變送器接線和調(diào)節(jié)圖水位開關分為：電容式水位開關、電子式水位開關、電極式水位開關、光電式水位開關、音叉式水位開關、浮球式水位開關等。由圖24知，模擬量輸入模塊由多路開關、A/D轉(zhuǎn)換器、光隔離元件、內(nèi)部電源和邏輯電路組成。而且，就其價格而言，又較S7400要經(jīng)濟得多。設計單容液位控制系統(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，檢測元件為壓力傳感器，執(zhí)行器為電動調(diào)節(jié)閥。過程控制裝置與系統(tǒng)的發(fā)展大致分為以下幾個階段：1. 局部自動化階段（20世紀50—60年代）這個階段的過程控制系統(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)。假若我們能使用此系統(tǒng)來自動維持液位的高度，那么工作人員便可輕易的在操作室獲知整個設備的儲水狀況，因此，液面高度是工業(yè)控制過程中一個重要的參數(shù)，特別是在動態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對液位進行檢測、控制，不僅能收到很好的效果，而且提升了工作效率。我國近年來工業(yè)自動化水平逐漸提高，PLC在許多行業(yè)得到了越來越廣泛的應用。 PLC及過程控制技術的概述及發(fā)展可編程控制器是計算機家族中的一員，是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發(fā)的產(chǎn)品，是為工業(yè)控制應用而設計制造的以微處理器為核心，把自動化技術、計算機技術和通訊技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。這時的過程控制系統(tǒng)大量采用單元組合儀表和組裝式儀表，生產(chǎn)過程實現(xiàn)了車間范圍和大型系統(tǒng)的集中監(jiān)控。 單容水箱的液位控制系統(tǒng)如下圖21所示。相比之下，CPU 312C適用于對處理能力有較高要求的小型應用；CPU 313C滿足對處理能力和響應時間要求較高的場合，但不帶主站/從站接口；CPU 312適用于全集成自動化的基本型CPU及中等處理速度的小規(guī)模應用；CPU 314適用于中等處理量的應用；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用，但對于本設計來說是不經(jīng)濟的，也是不必要的。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。產(chǎn)品豎向安裝時，水位到達紅線就動作，有一定的防波浪功能。最終目的是使得水位穩(wěn)定在狀態(tài)Ⅱ。組態(tài)王（KINGVIEW）軟件是國內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司產(chǎn)品。同法創(chuàng)建組態(tài)畫面中各個元件的數(shù)據(jù)詞典，畫面就和PLC的數(shù)據(jù)聯(lián)系了起來，通過組態(tài)軟件與PLC通訊，實現(xiàn)組態(tài)畫面對系統(tǒng)監(jiān)控。在系統(tǒng)設計過程中，成功地解決了組態(tài)王與PLC的連接通信，組態(tài)動畫的設置與連接。我還要感謝自動化與電氣工程學院的各位領導和胡山老師給予的指導和幫助。但由于時間的原因，在設計中還有存在很多不足之處，請各位專家和老師指正。通過反復的連接操作訓練后，這些問題得到了妥善的解決。在本設計中，上位機組態(tài)實現(xiàn)了自動液位控制過程中工作人員可直接通過電腦監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，及在線改變參數(shù)的設置。如圖36所示，對各個開關、水位狀態(tài)、報警指示燈等等都進行了變量命名。如圖32所示，以S7300 作為控制器，西門子公司的變頻器MM 420作為執(zhí)行器，并利用它的順序控制功能，輸出7個可設定的固定頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制進水流量達到控制水位的目的。具有易于安裝、調(diào)試，快速相應，正常狀態(tài)下無跳閘運行，更好的動態(tài)特性，過/欠電壓保護，短路保護等優(yōu)點。它是不可編程的，通過硬件連線來定義測量和輸出類型。若有PROFIBUSDP接口，就可建立一個DP網(wǎng)絡?；凇凹泄芾?，分散控制”理念，在數(shù)字儀表和計算機與網(wǎng)絡技術基礎上開發(fā)的集散型控制系統(tǒng)（DCS, Distributed Control System）在大型生產(chǎn)過程控制中得到廣泛應用。 圖11 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖PLC作為一種專用于工業(yè)控制的計算機具有以下特點：高可靠性豐富的I/O接口模塊采用模塊化結(jié)構(gòu)編程簡單易學安裝簡單，維修方便20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。最后，利用組態(tài)王軟件設計人機對話界面，通過上位機控制實現(xiàn)液位的自動控制，上下限參數(shù)的在線設置，及液位測量值的在線監(jiān)控；達到液位控制系統(tǒng)的技術要求。其次，針對S7300PLC的進行模塊化編程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的歸一化等功能。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖11所示。此時的大型生產(chǎn)過程一般都是分散系統(tǒng)，這樣可以使生產(chǎn)過程控制分散進行，將發(fā)生故障和危險的風險分散。不需附加任何硬件、軟件、編程，就可建立一個MPI網(wǎng)絡。這里選用的是SM334 AI4/AO28/8位的模塊，它具有4個輸入、2個輸出，精度是8位。本變頻器由微處理器控制，并采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能多樣性。上位機也可對相應的地址進行賦值，來設定相關參數(shù)。圖35 STEP7硬件組態(tài)2. 符號編輯單擊Symbols圖標，進入符號編輯器，對全局變量命名，這樣可以增加程序的可讀性，而且有利于程序的輸入及變量的變更。它適用于從單一設備的生產(chǎn)運營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。在硬件的調(diào)試過程中出現(xiàn)了不少的問題，首先是PLC和外圍電路的連接，遇到了一連串的低壓電器連接的問題，在指導老師的正確指導下我很快就掌握了連接方法。特別是對于S7300的應用，從陌生到了解到漸漸熟悉到基本掌握，這個過程雖然比較困難，但卻是收獲頗豐。在此，我致以衷心的感謝！同時還要感謝大學期間教我知識和學問的所有老師，這是我以后人生道路上一筆寶貴的財富。在軟件的開發(fā)開發(fā)過程中，主要針對PLC的模塊化編程、數(shù)據(jù)的歸一化與設計液位控制系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控畫面，通過上位機控制實現(xiàn)液位的自動控制，基本達到了對液位控制系統(tǒng)的要求。圖311 數(shù)據(jù)詞典創(chuàng)建界