【正文】 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(guò)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(wú)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。我還要感謝自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和胡山老師給予的指導(dǎo)和幫助。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，科學(xué)的研究方法，勤勉的工作作風(fēng)和事事力求完美的工作態(tài)度是學(xué)生工作、學(xué)習(xí)和為人的榜樣。從設(shè)計(jì)的開(kāi)始到結(jié)束，李老師都嚴(yán)格要求和認(rèn)真檢查，讓我們受益非淺。李老師對(duì)我們一貫都是那么和藹可親，平易近人，這一點(diǎn)真的很難能可貴，也是我們需要學(xué)習(xí)的地方。老師知識(shí)淵博，給學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)給予了極大的幫助和細(xì)心的指導(dǎo)。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。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。由于液位控制過(guò)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。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，成功地解決了組態(tài)王與PLC的連接通信，組態(tài)動(dòng)畫(huà)的設(shè)置與連接。結(jié)論經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的艱苦努力，本設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。通過(guò)不斷的調(diào)試，最終建立比較完整的組態(tài)畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)單容水箱液位控制系統(tǒng)的監(jiān)控要求。系統(tǒng)有很多功能，要本著先單一，后多種，先簡(jiǎn)單，后復(fù)雜的順序來(lái)編寫(xiě)和調(diào)試程序，直到完全符合設(shè)計(jì)要求，完成最終的調(diào)試工作。軟件調(diào)試較硬件調(diào)試來(lái)說(shuō)要復(fù)雜的多。通過(guò)反復(fù)的連接操作訓(xùn)練后，這些問(wèn)題得到了妥善的解決。軟件調(diào)試的順利完成是建立于硬件調(diào)試之上的，所以在軟件調(diào)試之前首先要進(jìn)行硬件的調(diào)試工作，在PLC處于編程狀態(tài)下，檢測(cè)變頻器、傳感器等，以確認(rèn)這些信號(hào)能夠正確地輸入PLC的輸入端口；確認(rèn)過(guò)程控制系統(tǒng)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水泵上水、放水、啟動(dòng)、停止及變頻器控制器下的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等功能。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。同法創(chuàng)建組態(tài)畫(huà)面中各個(gè)元件的數(shù)據(jù)詞典，畫(huà)面就和PLC的數(shù)據(jù)聯(lián)系了起來(lái)，通過(guò)組態(tài)軟件與PLC通訊，實(shí)現(xiàn)組態(tài)畫(huà)面對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控。數(shù)據(jù)詞典創(chuàng)建界面如圖311。通過(guò)創(chuàng)建數(shù)據(jù)詞典并將圖310系統(tǒng)組態(tài)畫(huà)面中的各種元件和數(shù)據(jù)詞典連接起來(lái)，組態(tài)畫(huà)面則和系統(tǒng)的輸入輸出及各種狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，組態(tài)軟件通過(guò)與PLC通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控。圖39 上位機(jī)組態(tài)軟件界面 上位機(jī)組態(tài)畫(huà)面的創(chuàng)建 雙擊圖39上位機(jī)組態(tài)軟件界面的左側(cè)“畫(huà)面”進(jìn)入畫(huà)面創(chuàng)建界面，通過(guò)各種繪圖工具，和應(yīng)用圖庫(kù)中的各種元件創(chuàng)建如圖310所示的組態(tài)畫(huà)面。 “組態(tài)王”軟件界面，上位機(jī)組態(tài)軟件界面如圖39。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(guò)程中工作人員可直接通過(guò)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。采用組態(tài)王軟件開(kāi)發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過(guò)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。組態(tài)王（KINGVIEW）軟件是國(guó)內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)公司產(chǎn)品。為了便于調(diào)試可以建立變量表，用于顯示各個(gè)變量的實(shí)時(shí)狀態(tài)。圖38 FC1程序片段4. 程序下載與調(diào)試OBFCFC2編制完成后，通過(guò)硬件接口將計(jì)算機(jī)和PLC連接起來(lái)，就可以將程序下載給CPU進(jìn)行在線調(diào)試。圖36 編輯符號(hào)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(dāng)水位為狀態(tài)1時(shí)，F(xiàn)C1用于向下調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率；而FC2用于當(dāng)水位為狀態(tài)3時(shí)的頻率上調(diào)。出售10元2000個(gè)財(cái)富值，足夠大學(xué)4年的使用。在OB1中首相對(duì)上、下限位的狀態(tài)進(jìn)行處理，然后通過(guò)對(duì)水位狀態(tài)3的判斷結(jié)果，調(diào)用相應(yīng)的減速、升速功能FF2。如圖36所示，對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)、水位狀態(tài)、報(bào)警指示燈等等都進(jìn)行了變量命名。如圖35所示。圖33 水位檢測(cè)示意圖 圖34 控制流程圖 STEP 7編程過(guò)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。最終目的是使得水位穩(wěn)定在狀態(tài)Ⅱ。4) 狀態(tài)Ⅱ：輸出不變。2) 下限位：點(diǎn)亮下限位報(bào)警指示燈，開(kāi)關(guān)輸出組合為111（50Hz）。除了上、下限位之外，開(kāi)關(guān)2的作用是將水位劃分為3個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)Ⅰ為水位偏高,Ⅱ?yàn)檫m中，Ⅲ為偏低。圖32 水位控制系統(tǒng) PLC程序設(shè)計(jì) 固定頻率的設(shè)定、它們與變頻器輸出頻率之間的關(guān)系如表31所示。如圖32所示，以S7300 作為控制器，西門(mén)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(lái)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。圖31 液位控制系統(tǒng)框圖其中A/D轉(zhuǎn)換、PLC調(diào)節(jié)、D/A轉(zhuǎn)換等運(yùn)算都是在PLC內(nèi)部執(zhí)行，同時(shí)為上位機(jī)提供可用的數(shù)據(jù)，用以顯示。下圖210為BZ2401普通型電子式水位開(kāi)關(guān)豎向安裝時(shí)的工作情況，適用常溫水體環(huán)境。產(chǎn)品豎向安裝時(shí)，水位到達(dá)紅線就動(dòng)作，有一定的防波浪功能。高低電平的信號(hào)可通過(guò)PLC來(lái)讀取，并驅(qū)動(dòng)水泵等用電器工作。這里選用的是電子式水位開(kāi)關(guān)BZ2401，檢測(cè)方式為有水時(shí)閉合。如圖29所示。圖28 電動(dòng)機(jī)和電源接線方法 可采用擴(kuò)散硅液位變送器，用于收集液位信號(hào)，產(chǎn)生4~20mA模擬信號(hào)，作為模擬量輸入信號(hào)傳遞給PLC，進(jìn)行進(jìn)一步控制。具有易于安裝、調(diào)試，快速相應(yīng)，正常狀態(tài)下無(wú)跳閘運(yùn)行，更好的動(dòng)態(tài)特性，過(guò)/欠電壓保護(hù)，短路保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 圖27 電源模塊變頻器選用的是MICROMASTER 420系列，MM 420是用于控制三相交流電機(jī)速度的變頻器系列。輸入電壓過(guò)高，可能損壞模塊；輸入欠壓，模塊關(guān)閉，停止工作。模塊輸入電壓為單相交流120/230V，50/60Hz；輸出電壓為DC24V，具有短路和斷路保護(hù)。如圖26所示。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。各模擬量