【正文】 生畢業(yè)設(shè)計(jì)液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 引言 1 1 PLC及過程控制技術(shù)的概述及發(fā)展 1 本課題研究的內(nèi)容與目的 42 液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 5 液位控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 PLC的選型 5 CPU型號(hào)的選擇 6 模擬量模塊（SM）的確定 6 電源模塊的選用 8 8 9 93 液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 11 11 11 PLC程序設(shè)計(jì) 12 固定頻率的設(shè)定 12 PLC控制要求和策略 12 PLC程序控制流程 12 STEP 7編程過程 13 16 “組態(tài)王”軟件界面 17 上位機(jī)組態(tài)畫面的創(chuàng)建 17 上位機(jī)組態(tài)軟件數(shù)據(jù)詞典的創(chuàng)建 18 設(shè)置上位機(jī)通訊連接設(shè)備 194 系統(tǒng)調(diào)試 21結(jié)論 22參考文獻(xiàn) 23附錄 24致謝 321 引言過程控制通常是指連續(xù)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，是自動(dòng)化技術(shù)最重要的組成部分之一。 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(jì)算機(jī)具有以下特點(diǎn)：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(jiǎn)單易學(xué)安裝簡(jiǎn)單，維修方便20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要?；凇凹泄芾?，分散控制”理念，在數(shù)字儀表和計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)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(yīng)用。若有PROFIBUSDP接口，就可建立一個(gè)DP網(wǎng)絡(luò)。它是不可編程的，通過硬件連線來定義測(cè)量和輸出類型。具有易于安裝、調(diào)試，快速相應(yīng)，正常狀態(tài)下無跳閘運(yùn)行，更好的動(dòng)態(tài)特性，過/欠電壓保護(hù)，短路保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。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(gè)可設(shè)定的固定頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制進(jìn)水流量達(dá)到控制水位的目的。如圖36所示，對(duì)各個(gè)開關(guān)、水位狀態(tài)、報(bào)警指示燈等等都進(jìn)行了變量命名。在本設(shè)計(jì)中，上位機(jī)組態(tài)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)液位控制過程中工作人員可直接通過電腦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及在線改變參數(shù)的設(shè)置。通過反復(fù)的連接操作訓(xùn)練后，這些問題得到了妥善的解決。但由于時(shí)間的原因，在設(shè)計(jì)中還有存在很多不足之處，請(qǐng)各位專家和老師指正。今后，我將一如既往的努力，以回報(bào)你們的關(guān)心和支持！同時(shí)要感謝我的同組同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的幫助！感謝所有給過我支持與幫助的老師和同學(xué)！真心的感謝我的父母，他們無微不至的關(guān)懷和全力支持使我順利完成學(xué)業(yè)，他們的諄諄教誨，給了我不斷超越自己的勇氣。由于液位控制過程中存在大滯后、時(shí)變、非線性等特點(diǎn)，使系統(tǒng)的靈敏度和跟隨性不理想。然后雙擊“新I/O設(shè)備”，在如圖314所示“設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話框中選擇FX2編程口，設(shè)置相應(yīng)的名字和串口號(hào)，本設(shè)計(jì)設(shè)置為“新I/O設(shè)備”、“COM1”,最后確定，完成上位機(jī)通訊連接設(shè)備設(shè)置。它是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。圖33 水位檢測(cè)示意圖 圖34 控制流程圖 STEP 7編程過程 1. 創(chuàng)建項(xiàng)目和硬件組態(tài)激活SIMATIC管理器（SIMATIC Manager），在新建項(xiàng)目窗口輸入“液位控制”，建立新項(xiàng)目。下圖210為BZ2401普通型電子式水位開關(guān)豎向安裝時(shí)的工作情況，適用常溫水體環(huán)境。輸入電壓過高，可能損壞模塊；輸入欠壓，模塊關(guān)閉，停止工作。 圖22 CPU 313C2DP 圖23 SM334 模擬量輸入/輸出模塊 模擬量模塊（SM）的確定S7300的模擬量I/O模塊包括模擬量輸入模塊SM33模擬量輸出模塊SM332和模擬量輸入輸出模塊SM334和SM335，通常選用SM334系列的模塊。SIMATIC S7300編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。特別式前饋控制、選擇控制的實(shí)現(xiàn)，使過程控制品質(zhì)、安全性大為提高。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，還可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和模擬量控制等，因此，美國(guó)電器制造協(xié)會(huì)（NEMA）于1980年正式將這種裝置命名為可編程控制器（Programmable Controller），簡(jiǎn)稱PC。假若我們能使用此系統(tǒng)來自動(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。過程控制裝置與系統(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)。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。而且，就其價(jià)格而言，又較S7400要經(jīng)濟(jì)得多。由圖24知，