【導(dǎo)讀】問題愈發(fā)嚴(yán)峻，故對(duì)供水系統(tǒng)的水位進(jìn)行精確的測(cè)量和控制越來越重要。利用PLC對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量和控制有著廣闊的前景。本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于PLC控制的供水控制系統(tǒng)，主控制機(jī)是PLC可編程控制器。構(gòu)、操作流程，以及工作時(shí)協(xié)調(diào)控制的辦法都有所講解。本系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確自動(dòng)控制同時(shí)，還將供水的質(zhì)量進(jìn)行了提高。并且此控制系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)還有著降低勞動(dòng)強(qiáng)度。和提升勞動(dòng)效率等優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 被廣大的生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過程中， PC（包括工控機(jī)）相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)日趨明顯。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在： PC 技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已臻成熟；由 PC 構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC 的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于 PC 的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在 PC 技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特 殊而且重要的地位。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的 HMI（人機(jī)接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的 HMI 的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫 HMI 應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì) I/O 設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。 5 ． 1． 2 組態(tài)軟件的發(fā)展與展望 組態(tài)軟件產(chǎn)品于 80 年代初出現(xiàn)，并在 80 年 代末期進(jìn)入我國。但在 90 年代中期之前， 楊杰： PLC 在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 22 組態(tài)軟件在我國的應(yīng)用并不普及 。但 隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的深入，在面臨規(guī)模更大、控制更復(fù)雜的控制系統(tǒng)時(shí)，人們逐漸意識(shí)到原有的上位機(jī)編程的開發(fā)方式。對(duì)項(xiàng)目來說是費(fèi)時(shí)費(fèi)力、得不償失的，同時(shí)， MIS（ 管理信息系統(tǒng)， ManagementInformationSystem）和 CIMS（ 計(jì)算機(jī) 集成制造系統(tǒng)， ComputerIntegratedManufacturingSystem）的大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、決策提供更詳細(xì)和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在 1995 年以后，組態(tài)軟件在國內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。 5 ． 1． 3 組態(tài)軟件的功能 目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類似的功能：比如，幾乎所有運(yùn)行于 32 位 Windows平臺(tái)的組態(tài)軟件都采用類似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu)，并且對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源（設(shè)備、標(biāo)簽量、畫面等）進(jìn)行配置和編輯；都提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序；都使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能，等等。但是，從技術(shù)上說 ，各種組態(tài)軟件提供實(shí)現(xiàn)這些功能的方法卻各不相同。從這些不同之處，以及 PC 技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，可以看出組態(tài)軟件未來發(fā)展的方向。 WINCC 組態(tài)畫面仿真 打開 WINCC 組態(tài)軟件，建立組態(tài)畫面，進(jìn)行水塔水位控制系統(tǒng)仿真。如圖 51 所示。 圖 51 WINCC 組態(tài)畫面 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 仿真啟動(dòng)，運(yùn)行 WINCC 畫面。點(diǎn)擊綠色的“啟動(dòng)按鈕”，“水閥”開始運(yùn)作，如圖52 與圖 53： 圖 52 啟動(dòng)初始 WINCC畫面 圖 53 啟動(dòng)初始仿真畫面 4 秒后，若“水池低水位指示”信號(hào)未輸入，則“水池低水位”報(bào)警燈報(bào) 警，如圖54 和 55 所示： 楊杰： PLC 在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 24 圖 54 水池報(bào)警 WINCC畫面 圖 55 水池報(bào)警仿真畫面 若“水池低水位”信號(hào)輸入，則報(bào)警不啟動(dòng)，啟動(dòng)“水泵”， 如圖 56 和 57 所示： 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 56 水泵啟動(dòng) WINCC畫面 圖 57 水泵啟動(dòng)仿真畫面 4 秒后，若“水塔低水位指示”信號(hào)未輸入，則“水塔低水位”報(bào)警燈報(bào)警，如圖57 和 58 所示： 楊杰： PLC 在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 26 圖 57 水塔報(bào)警 WINCC 畫面 圖 58 水塔報(bào)警仿真畫面 若“水塔低水位”信號(hào)輸入，則報(bào)警不啟動(dòng)，如圖 59 和 510 所示： 圖 59 水塔低水位 WINCC 畫面 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 410 水塔報(bào)警仿真畫面 若“水塔高水位指示”信號(hào)輸入，則關(guān)閉水泵，如圖 511 和 512 所示： 圖 511 水塔高水位 WINCC 畫面 圖 512 水塔高水位仿真畫面 一段時(shí)間后，若“水池高水位指示”信號(hào)輸入，則關(guān)閉水閥，如圖 513 和 514 所示： 楊杰： PLC 在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 28 圖 513 水池高水位 WINCC畫面 圖 514 水池高水位仿真畫面 到此，本次 基于 PLC 控制系統(tǒng)的水塔水位 控制任務(wù)順利完成。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 結(jié) 論 在華東交通大學(xué)理工學(xué) 院 4 年的學(xué)習(xí)時(shí)間即將結(jié)束，在這畢業(yè)之際，用我這四年在大學(xué)里所學(xué)知識(shí)來做這樣一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，為我大學(xué)做一個(gè)收尾，更對(duì)我四年所學(xué)的知識(shí)做一個(gè)肯定。 本設(shè)計(jì)是一套由 PLC 、液位控制閥、水泵、計(jì)算機(jī)、通信模塊等主要設(shè)備構(gòu)成的水塔水位 PLC 控制系統(tǒng)，并通過 組態(tài)軟件對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 本系統(tǒng)克服了效率差、可靠性差、自動(dòng)化程度差等傳統(tǒng)供水方式的缺點(diǎn)，使供水高效穩(wěn)定、耗能少、自動(dòng)化高、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)單、管理方便。 楊杰： PLC 在水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 30 參 考文獻(xiàn) [1]夏春茂、姚建飛主編 .可編程序控制器原理 、應(yīng)用與實(shí)訓(xùn) [M] 5245 [2]朱益飛 .PLC 的發(fā)展及其應(yīng)用 [J].電氣時(shí)代 ,:7072 [3]胡學(xué)林 .《可編程控制器原理及應(yīng)用》 [M]， [4]廖常初主編 .S7300PLC 編程及應(yīng)用 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 2020 1619 [5]李建興主編 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 27~30 [6]范永生、王岷編 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用 .第二版 [M]。北京：中國電力出版社 2020 92~94 [7]宋德玉 .《可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)技術(shù)》 .北京 .冶金工業(yè)出版社， 2020. [8]張興國編著 .可編程器技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京：中國電力出版社 ,2020 101~102 [9] 宋伯生編著 .PLC 編程使用指南 [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 85~87 [10]李會(huì)娟 .PLC 梯形圖編程規(guī)則淺析 [J].電氣制造 .2020,:4243 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 后 記 本論文的完成是在我們的導(dǎo)師李房云老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次論文遇到問題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從論文的選題到資料 的搜集直至最后論文的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了李老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使我受益終生。再次我表示衷心的感謝。