【正文】 面圖312 定義變量對話框 設(shè)置上位機通訊連接設(shè)備雙擊圖39上位機組態(tài)軟件界面的左側(cè)“設(shè)備——COM1”進入如圖313所示“設(shè)置串口 COM1”界面，如圖設(shè)置波特率為9600，偶校驗，數(shù)據(jù)位為7，停止位為1，同學(xué)超時為3000毫秒，通信方式為RS422，點擊確定。組態(tài)王軟件提供了資源管理器式的操作界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語言支持，也提供了多種硬件驅(qū)動程序。 PLC程序控制流程PLC程序控制流程圖如圖34所示。而且具有耐污、耐顛簸、抗摔性強、耐酸堿，不怕磁場影響、不怕金屬體影響、不怕水壓變化影響、不怕光線影響，沒有盲區(qū)，不怕固體漂浮物的影響的優(yōu)點。正常狀態(tài)時，綠色LED亮；當輸出電路過載時，LED指示燈會閃爍；如果輸出端斷路，則輸出電壓為0，此時LED變暗。CPU 313C2DP實物如圖22所示。圖21 液位控制系統(tǒng) PLC的選型S7300是模塊化的通用型PLC，適用于中等性能的控制要求。為了提高控制質(zhì)量和滿足特殊工藝的控制要求，開發(fā)使用了多種復(fù)雜控制系統(tǒng)方案，例如串級控制、前饋控制、比值控制、均勻控制等。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。西門子公司的S7300系列PLC以結(jié)構(gòu)緊湊，擴展能力強，高性價比的特點在許多行業(yè)受到青睞。在人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，液位控制系統(tǒng)已是一般工業(yè)界所不可缺少，例如居民生活用水的供應(yīng), 飲料、食品加工, 溶液過濾, 化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要維持合適的高度, 既不能太滿溢出造成浪費, 也不能過少而無法滿足需求。40年代以后，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展很快，尤其是近些年來，在IT技術(shù)的帶動下，過程控制技術(shù)發(fā)展十分迅猛。 本課題研究的內(nèi)容與目的液位自動控制系統(tǒng)中，主要是針對單容水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，涉及到液位的動態(tài)控制、控制系統(tǒng)的總體設(shè)計、PLC控制、位式控制算法、壓力變送器和電磁閥等一系列的知識。其功能較S7200要強大很多。各模擬量通道轉(zhuǎn)換是順序執(zhí)行的，每個模擬量通道的輸入信號是被依次輪流轉(zhuǎn)換的。如圖29所示。除了上、下限位之外，開關(guān)2的作用是將水位劃分為3個狀態(tài)，狀態(tài)Ⅰ為水位偏高,Ⅱ為適中，Ⅲ為偏低。圖36 編輯符號表圖37 OB1中主程序片段2）編制功能FC 在SIMATIC管理器中用Inset下拉菜單生成功能FC1和FC2. 當水位為狀態(tài)1時，F(xiàn)C1用于向下調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率；而FC2用于當水位為狀態(tài)3時的頻率上調(diào)。圖39 上位機組態(tài)軟件界面 上位機組態(tài)畫面的創(chuàng)建 雙擊圖39上位機組態(tài)軟件界面的左側(cè)“畫面”進入畫面創(chuàng)建界面，通過各種繪圖工具，和應(yīng)用圖庫中的各種元件創(chuàng)建如圖310所示的組態(tài)畫面。系統(tǒng)有很多功能，要本著先單一，后多種，先簡單，后復(fù)雜的順序來編寫和調(diào)試程序，直到完全符合設(shè)計要求，完成最終的調(diào)試工作。李老師對我們一貫都是那么和藹可親，平易近人，這一點真的很難能可貴，也是我們需要學(xué)習的地方。從設(shè)計的開始到結(jié)束，李老師都嚴格要求和認真檢查，讓我們受益非淺。通過不斷的調(diào)試，最終建立比較完整的組態(tài)畫面，實現(xiàn)單容水箱液位控制系統(tǒng)的監(jiān)控要求。通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)詞典并將圖310系統(tǒng)組態(tài)畫面中的各種元件和數(shù)據(jù)詞典連接起來，組態(tài)畫面則和系統(tǒng)的輸入輸出及各種狀態(tài)相對應(yīng)，組態(tài)軟件通過與PLC通訊實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控。圖38 FC1程序片段4. 程序下載與調(diào)試OBFCFC2編制完成后，通過硬件接口將計算機和PLC連接起來，就可以將程序下載給CPU進行在線調(diào)試。2) 下限位：點亮下限位報警指示燈，開關(guān)輸出組合為111（50Hz）。這里選用的是電子式水位開關(guān)BZ2401，檢測方式為有水時閉合。圖24 SM334模擬量輸入模塊原理圖SM334模擬量輸入模塊的接線如圖25所示。所以，S7300是本次設(shè)計中控制器的首選。通過以上的器件設(shè)備、位式控制算法和上位機的組態(tài)等，實現(xiàn)液位自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。生產(chǎn)的規(guī)模比較小，多用氣動儀表進行測量與控制，~，壓縮空氣為動力的氣動儀表實現(xiàn)就地的簡單控制。隨著我國科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。PLC是微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，并受到計算機技術(shù)、通信技術(shù)的影響。因此，基于PLC的液位控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中具有重要的意義。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)品取代了電子真空管，之后，集成電路取代了分立元件，電子儀表的可靠性大為提高，逐步替代了氣動儀表。本設(shè)計要實現(xiàn)用S7300 PLC作為控制器，通過變頻器控制電機速度，同時由變送器和四個液位檢測開關(guān)收集液位信號反饋給PLC來進行進一步控制，從而實現(xiàn)使液位保持在設(shè)定值附近的自動控制系統(tǒng)。該控制器配置為：16DI/16DODC24V、Flash EPROM微存儲器卡（MMC）、一個MPI接口和一個DP總線接口。圖26 SM334模擬量輸出模塊原理圖 電源模塊的選用 電源模塊選用的是PS307 2A，電源效率是83%。可以任意方向安裝，當橫向安裝時，水位到達藍線就動作，且精度較高。5) 狀態(tài)Ⅲ：延時若干時間后若依然為狀態(tài)Ⅲ，則開關(guān)輸出組合加1，使MM420的輸出頻率上調(diào)一個級別，直至水位進入狀態(tài)Ⅱ，或者開關(guān)輸出組合為111（50Hz）。OBFCFC2的完整程序見附錄。雙擊界面下端新建出現(xiàn)如圖312所示定義變量對話框，變量名可以輸入便于記憶的用戶名，變量類型有I/O離散、I/O整數(shù)、內(nèi)存整數(shù)、內(nèi)存離散等類型。通過上位機來分別設(shè)定一個液位高限值和一個液位低限值給定值以及檢測開關(guān)1和檢測開關(guān)2，經(jīng)過系統(tǒng)比較，根據(jù)輸出值與模擬負載量的大小，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)變頻器，使液位保持在一定范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)了對液位的自動控制。在此向李老師表示最誠摯的感謝！這次畢業(yè)設(shè)計我真正體會到理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的重要性。參考文獻[1] 王曙光，：人民郵電出版社，2009.[2] ：機械工業(yè)出版社，2007.[3] 高強，：電子工業(yè)出版社，2009.[4] S7300可編程控制器系統(tǒng)手冊，2002[5] （基礎(chǔ)篇）.北京：電子工業(yè)出版社，2004[6] ：電子工業(yè)出版社，2007[7] ：中