【正文】 采用的是三菱 F1 系列 PLC 可編程序控制器作為水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)核心，對(duì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能性進(jìn)行了需求分析。 用可編程控制器代替了繼電器 — 接觸器的控制，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制功能，并且具有計(jì) 算機(jī)功能靈活、通用性 等特點(diǎn)，用程序代替硬接 線，并且具有計(jì) 算機(jī)功能 靈活、通用性能強(qiáng)等優(yōu) 點(diǎn)，用程序代替硬接線， 減少了重新設(shè)計(jì)，重新接 線的工作，此種控制器 借鑒計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言， 利用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，其標(biāo)志性語(yǔ)言是極易為 IT 電器人員掌握的梯形 圖語(yǔ)言，使得熟悉計(jì)算 機(jī)的人也能方便地使用。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器， 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 使 PLC的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。 (在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容 )。 PLC 的特點(diǎn) (一 ) 高可靠性 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 1. 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路 與 PLC 內(nèi)部電路之間 在電氣上隔離 2. 各輸入端均采用 RC 濾波器其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms 3. 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾 4. 采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源 5. 對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選 6. 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況 ， CPU 立即采用有效措施以防止故障擴(kuò)大 7. 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進(jìn)一步提高 (二 ) 豐富的 I/O 接口模塊 1. PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或 電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。當(dāng)水 塔 液面高于水 塔 上限水位開(kāi)關(guān) S4 時(shí)，則 S4 為 ON，電機(jī) M 停止抽水。此外，他們認(rèn)真勤奮的工作作風(fēng)，踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度也是我應(yīng)該虛心學(xué)習(xí)的地方。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的 角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，提高是有限的，但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來(lái)，也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 如下圖： 圖 13 PLC 掃描周期示意圖 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 第二章 水塔水位系統(tǒng) PLC 硬件設(shè)計(jì) 圖 21 水塔水位控制裝置圖 水塔水位控制系統(tǒng)要求 1）保持水池的水位在 S1—— S2 之間，當(dāng)水池水位低于下限液位開(kāi)關(guān) S1，此時(shí) S1 為 ON，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里注水，當(dāng) 4S 以后，若水池水位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān) S1時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)；若系統(tǒng)正常運(yùn)行，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān) S1 為 OFF，表示水位高于下限水位。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。用于IBM一 PC及其兼容機(jī)的編程器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為 PLC的中央處理單元（ CPU）。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q 代的周期日益縮短，工業(yè)生產(chǎn)從大批量、少品種，向小批量、多品種轉(zhuǎn)換，繼電器 — 接觸器控制難以滿足市場(chǎng)要求，此問(wèn)題首先被美國(guó)通用汽車(chē)公司（ GM 公司）提了出來(lái)。主要實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)傳感器檢測(cè)水塔的實(shí)際水位，將水位具體信息傳至 PLC 構(gòu)成的控制模塊，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，來(lái)控制抽水電機(jī)的動(dòng)作，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，顯示水位具體信息，如果水位低于或高于某個(gè)設(shè)定值時(shí)，就會(huì)發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警的信號(hào)。 這樣，工作人員不必在變 更上花費(fèi)大量地精力， 只需集中精力去考慮如何 操作并發(fā)揮更改裝置地功 能即可，輸入、輸出電 平與市電接口，使控制系 統(tǒng)可方便地在需 要 的地方運(yùn)行。 進(jìn)入八十年代中、后期，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類(lèi)型的 PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。 （ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器。 2. 有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 3）當(dāng)水塔水位低于下限水位時(shí)，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，電機(jī) M 不能啟動(dòng)。 感謝輔導(dǎo)員 XX 老師在大學(xué)里對(duì)我的關(guān)系和照顧。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種元件的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。所謂 I/O響應(yīng)時(shí)間指從 PLC的某一輸入信號(hào)變化開(kāi)始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。 掃描技術(shù) 當(dāng) PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。圖形編程器 。 二 、存儲(chǔ)器 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 在七十年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。但是當(dāng)工作模式改變時(shí)，就必須改變系統(tǒng)的硬件接線，控制柜中的物件以及接線都要作相應(yīng)的變動(dòng)，改造工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，用戶寧愿扔掉舊控制柜，另做 一 個(gè)新控制柜使用，阻礙了產(chǎn)品更新?lián)Q代。 本篇論文以一個(gè)水塔水位控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的全過(guò)程為主線，給出了基于 PLC 水塔水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的具體過(guò)程，特別在細(xì)節(jié)上分析了其功能的實(shí)現(xiàn)思想，較全的闡述了建立一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該遵循的分析方法。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC的處理速度，各制造廠商紛紛開(kāi)發(fā)研制了專用邏輯處理芯片。使用編程器 就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。 3. 直接連接 ， 另外為了提高操作性能它還有多種人 機(jī)對(duì)話的接口模塊 。