【正文】 今后，我將一如既往的努力，以回報你們的關(guān)心和支持！同時要感謝我的同組同學在畢業(yè)設(shè)計期間給予我的幫助！感謝所有給過我支持與幫助的老師和同學！真心的感謝我的父母，他們無微不至的關(guān)懷和全力支持使我順利完成學業(yè)，他們的諄諄教誨，給了我不斷超越自己的勇氣。我還要感謝自動化與電氣工程學院的各位領(lǐng)導和胡山老師給予的指導和幫助。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，科學的研究方法，勤勉的工作作風和事事力求完美的工作態(tài)度是學生工作、學習和為人的榜樣。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。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，也是我們需要學習的地方。李會艷老師知識淵博，給學生在畢業(yè)設(shè)計期間的學習與實驗給予了極大的幫助和細心的指導。但由于時間的原因，在設(shè)計中還有存在很多不足之處，請各位專家和老師指正。另外，也培養(yǎng)了自己嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。由于液位控制過程中存在大滯后、時變、非線性等特點，使系統(tǒng)的靈敏度和跟隨性不理想。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，成功地解決了組態(tài)王與PLC的連接通信，組態(tài)動畫的設(shè)置與連接。結(jié)論經(jīng)過三個多月的艱苦努力，本設(shè)計基本上達到了設(shè)計目的。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。系統(tǒng)有很多功能，要本著先單一，后多種，先簡單，后復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。軟件調(diào)試較硬件調(diào)試來說要復雜的多。通過反復的連接操作訓練后，這些問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)試之前首先要進行硬件的調(diào)試工作，在PLC處于編程狀態(tài)下，檢測變頻器、傳感器等，以確認這些信號能夠正確地輸入PLC的輸入端口；確認過程控制系統(tǒng)可以正常運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)水泵上水、放水、啟動、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υ捒蛑羞x擇FX2編程口，設(shè)置相應的名字和串口號，本設(shè)計設(shè)置為“新I/O設(shè)備”、“COM1”,最后確定，完成上位機通訊連接設(shè)備設(shè)置。同法創(chuàng)建組態(tài)畫面中各個元件的數(shù)據(jù)詞典，畫面就和PLC的數(shù)據(jù)聯(lián)系了起來，通過組態(tài)軟件與PLC通訊，實現(xiàn)組態(tài)畫面對系統(tǒng)監(jiān)控。數(shù)據(jù)詞典創(chuàng)建界面如圖311。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，組態(tài)軟件通過與PLC通訊實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控。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，和應用圖庫中的各種元件創(chuàng)建如圖310所示的組態(tài)畫面。 “組態(tài)王”軟件界面，上位機組態(tài)軟件界面如圖39。在本設(shè)計中，上位機組態(tài)實現(xiàn)了自動液位控制過程中工作人員可直接通過電腦監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，及在線改變參數(shù)的設(shè)置。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強用戶生產(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，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理。組態(tài)王（KINGVIEW）軟件是國內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司產(chǎn)品。為了便于調(diào)試可以建立變量表，用于顯示各個變量的實時狀態(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。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)。在OB1中首相對上、下限位的狀態(tài)進行處理，然后通過對水位狀態(tài)3的判斷結(jié)果，調(diào)用相應的減速、升速功能FF2。如圖36所示，對各個開關(guān)、水位狀態(tài)、報警指示燈等等都進行了變量命名。如圖35所示。圖33 水位檢測示意圖 圖34 控制流程圖 STEP 7編程過程 1. 創(chuàng)建項目和硬件組態(tài)激活SIMATIC管理器（SIMATIC Manager），在新建項目窗口輸入“液位控制”，建立新項目。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：點亮下限位報警指示燈，開關(guān)輸出組合為111（50Hz）。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32 水位控制系統(tǒng) PLC程序設(shè)計 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個可設(shè)定的固定頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制進水流量達到控制水位的目的。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)換等運算都是在PLC內(nèi)部執(zhí)行，同時為上位機提供可用的數(shù)據(jù)，用以顯示。下圖210為BZ2401普通型電子式水位開關(guān)豎向安裝時的工作情況，適用常溫水體環(huán)境。產(chǎn)品豎向安裝時，水位到達紅線就動作，有一定的防波浪功能。高低電平的信號可通過PLC來讀取，并驅(qū)動水泵等用電器工作。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。如圖29所示。圖28 電動機和電源接線方法 可采用擴散硅液位變送器，用于收集液位信號，產(chǎn)生4~20mA模擬信號，作為模擬量輸入信號傳遞給PLC，進行進一步控制。具有易于安裝、調(diào)試，快速相應，正常狀態(tài)下無跳閘運行，更好的動態(tài)特性，過/欠電壓保護，短路保護等優(yōu)點。 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速度的變頻器系列。輸入電壓過高，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。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。各模擬量通道