【導(dǎo)讀】OB1的梯形圖控制程序設(shè)計。通過控制S7－300PLC的定時繼電。器的功能來實現(xiàn)水塔水位控制的運(yùn)行。進(jìn)一步熟悉PLC的I/O連接；熟悉水塔水位等類似邏輯的工程實際的編程方法。規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計書面文檔。液位沒有超過水池下限位，說明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會自動報警。此次給水塔供水完成。隨著科技的飛速發(fā)展，無論在日常生活中，還是在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，PLC具有廣泛的應(yīng)用。PLC的應(yīng)用大大地減少了操作工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了勞動時間和勞動力。采用PLC控制系統(tǒng)以后，提高了自動控制的可靠性。當(dāng)PLC存在故障時，會自動報警并顯示故障原因，安全性能較好，便于維修。制、監(jiān)控系統(tǒng)工作全過程，系統(tǒng)報警在Wincc畫面能準(zhǔn)確及時反應(yīng)。具備開啟和全部停止功能，這是一種PLC控制的自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。提高勞動效率，減少勞動強(qiáng)度。

　　

【正文】 超過水池上限液位時，水池上限指示燈 A3 亮，水閥就關(guān)閉。但是水塔現(xiàn)在還沒有裝滿，可此時水塔液位已經(jīng)超過水塔下限水位，則水塔下限指示燈 A4 亮，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽滿時，水塔液位超過水塔上限，水塔上限指示燈 A6 亮。但剛剛給水塔供水的時候，水泵已經(jīng)把水池的水抽走了，此時水塔液位已經(jīng)低于水池上限，水池上限指示燈 A3 滅。此次給水塔供水完成。 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖，如圖 32 所示： 畢業(yè)設(shè)計 18 圖 32 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 （ 1）啟停程序： 圖 33 啟停程序梯形圖 （ 2）水閥控制程序： 圖 34 水閥控制程序 梯形圖 （ 3）水池下限水位指示程序： 畢業(yè)設(shè)計 19 圖 35 水池下限水位指示程序梯形圖 （ 4）水池水位報警程序： 圖 36 水池水位報警程序梯形圖 （ 5）水池水位上限指示程序： 圖 37 水池水位上限指示程序梯形圖 （ 6）水泵啟?？刂瞥绦颍? 圖 38 水泵啟停控制程序梯形圖 （ 7）水塔水位下限指示程序： 圖 39 水塔水位下限指示程序梯形圖 （ 8）水塔水位報警程序： 圖 310 水塔水位報警程序梯形圖 （ 9）水塔水位上限指示程序： 圖 311 水塔水位上限指示程序梯形圖 畢業(yè)設(shè)計 20 第 4 章 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計 組態(tài)軟件概述 “ 組態(tài) ” 的概念是伴隨著集散型控制系（簡稱 DCS）的出現(xiàn)才開始 被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(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)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(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，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控 層一級的軟件平臺和開發(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，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 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)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。 組態(tài)軟件在我國的發(fā)展 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，組態(tài)軟件在我國的應(yīng)用并不普及。 究其原因，大致有以下幾 點： （ 1） 國內(nèi)用戶還缺乏對組態(tài)軟件的認(rèn)識，項目中沒有組態(tài)軟件的預(yù)算，或?qū)幵竿度肴肆ξ锪︶槍唧w項目做長周期的繁冗的上位機(jī)的編程開發(fā)，而不采用畢業(yè)設(shè)計 21 組態(tài)軟件； （ 2） 在很長時間里，國內(nèi)用戶的軟件意識還不強(qiáng)，面對價格不菲的進(jìn)口軟件（早期的組態(tài)軟件多為國外廠家開發(fā)），很少有用戶愿意去購買正版。 （ 3） 當(dāng)時國內(nèi)的工業(yè)自動化和信息技術(shù)應(yīng)用的水平還不高，組態(tài)軟件提供了對大規(guī)模應(yīng)用、大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控、處理并可以將處理的結(jié)果生成管理所需的數(shù)據(jù)，這些需求并未完全形成。 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，人們逐漸意識到原有的上位機(jī)編程的開發(fā)方式。對項目來說是費時費力、得不償失的，同時， MIS（ 管理信息系統(tǒng)， ManagementInformationSystem）和 CIMS（ 計算機(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。 組態(tài)軟件的功能特點發(fā)展方向 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，可以看出組態(tài)軟件未來發(fā) 展的方向。 建立 WINCC 組態(tài)畫面 WINCC 組態(tài)畫面 打開 WINCC 組態(tài)軟件，新建單用戶項目，然后進(jìn)入圖形編輯管理器，建立WINCC 組態(tài)畫面，如圖 41 所示。 畢業(yè)設(shè)計 22 圖 41 WINCC 組態(tài)畫面 畫面演示 啟動仿真，運(yùn)行 WINCC 組態(tài)畫面。點擊“啟動按鈕”，“水閥”動作，如圖 42 所示和圖 43 所示： 圖 42 啟動初始 WINCC 畫面 畢業(yè)設(shè)計 23 圖 43 啟動初始仿真畫面 4 秒后，若“水池低水位指示”信號未輸入，則“水池低水位”報警燈報警，如圖 44 和 45 所示： 圖 44 水池報警 WINCC 畫面 圖 45 水池報警仿真畫面 若“水池低水位”信號輸入，則報警不啟動，啟動“水泵”， 如圖 46 和47 所示： 畢業(yè)設(shè)計 24 圖 46 水泵啟動 WINCC 畫面 圖 47 水泵啟動仿真畫面 4 秒后，若“水塔低水位指示”信號未輸入，則“水塔低水位”報警燈報警，如圖 47 和 48 所示： 畢業(yè)設(shè)計 25 圖 47 水塔報警 WINCC 畫面 圖 48 水塔報警仿真畫面 若“水塔低水位”信號輸入，則報警不啟動，如圖 49 和 410 所示： 圖 49 水塔低水位 WINCC 畫面 畢業(yè)設(shè)計 26 圖 410 水塔報警仿真畫面 若“水塔高水位指示”信號輸入，則關(guān)閉水泵，如圖 411 和 412 所示： 圖 411 水塔高水位 WINCC 畫面 圖 412 水塔高水位仿真畫面 一段時間后，若“水池高水位指示”信號輸入，則關(guān)閉水閥，如圖 413 和414 所示： 畢業(yè)設(shè)計 27 圖 413 水池高水位 WINCC 畫面 圖 414 水池高水位仿真畫面 至此，這次 基于 PLC 控制系統(tǒng)的水塔水位 控制任務(wù)圓滿完成。 畢業(yè)設(shè)計 28 結(jié) 論 大學(xué)三年，在畢業(yè)之際，要用我這三年所學(xué)的知識做出一個設(shè)計，來給予我這 三年所學(xué)知識的一個肯定。 我做的這個題目是有關(guān) PLC 與組態(tài)軟件相結(jié)合的， 也是將我三年所學(xué)習(xí)的知識的一個結(jié)合應(yīng)用。是這次做畢業(yè)設(shè)計給予我理論與實踐相結(jié)合的機(jī)會，提高了我實際操作和獨立解決問題的能力。 通過這次設(shè)計實踐。讓我更熟練的掌握 PLC 的編程方法，對 PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中，提高了我的專業(yè)基礎(chǔ)。在對組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)當(dāng)中，躺臥體會到了細(xì)節(jié)界定一切的道理，剛開始做組態(tài)的時候，由于我對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我把自己想出來一些以為是對的東西用到組態(tài)軟件上，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行 ，就是運(yùn)行的結(jié)果和我想要的結(jié)果不相符合。經(jīng)過我一次次的實踐，最后把正確的結(jié)果做出來時，才看到了自己的缺點。 在設(shè)計的過程中我還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個很好的方法。但是一味依靠他人解決問題并不能幫助自己提升，很多時候，自己還是通過查資料來解決畢業(yè)設(shè)計中遇到的問題。通過自己親自去查找資料，不僅將自己所學(xué)的知識都進(jìn)行了復(fù)習(xí)、加深理解，而且和新學(xué)的的知識有效的結(jié)合了，提升了自己。 現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計是做完了，可是我的學(xué)習(xí)之路還沒有完，這次畢業(yè)設(shè)計只是對我能力的一次小小測試。這次畢業(yè)設(shè)計教給了我在以后面對時的另一條道路 —— 自己去尋求答案。 對我來說這次畢業(yè)設(shè)計，是一個終點，同時也是一個起點。 畢業(yè)設(shè)計 29 致 謝 經(jīng)過幾個月的 查閱和 整理材料，隨著論文的完成，終于讓學(xué)生在大學(xué)的生活，得以劃下了完美的句點。 論文得以完成，要感謝的人實在太多了 。 要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ) 。要感謝我的朋友和同學(xué)，使他們在我遇到問題是給我以指點。 通過此次的論文，我學(xué)到了很多知識，在論文的寫作過 程中，通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多的書本知識，但是通過畢業(yè)論文，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實踐相結(jié)合的問題。 在論文的寫作過程中也學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先做學(xué)問要一絲不茍，對于發(fā)展過程中出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就 打 退堂 鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。 總之，此次論文的寫作過程，我收獲了很多，即為大學(xué) 三 年劃上了一個完美的句號，也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。 再次感謝我的大學(xué)和所有幫助過我并給我鼓勵的老師，同學(xué)和朋友，謝謝你們。 畢業(yè)設(shè)計 30 參考文獻(xiàn) [1]胡學(xué)林 .《 可編程控制器原理及應(yīng)用 》 .北京 .電子工業(yè)出版社 ， 2020： 1. 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