【正文】 另外還有。模擬量輸出模塊 D/A 轉(zhuǎn)換前的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸出鎖存器與 PLC 的 1/0 總線掛接。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過(guò)模擬量輸入 /輸出模塊與 PLC 的中央處理器連接。數(shù)字量輸出有繼 電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。這些模塊又分直流和交流、電壓和電流類型，每種類型又有不同的參數(shù)等級(jí)，主要有數(shù)字量輸入 /輸出模塊和模擬量輸入 /輸出模塊，部件上都設(shè)有輸入接線端子排，為了濾除信號(hào)的噪聲和便于 PLC 內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存電路。輸出模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn) 換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接受的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，如按鈕開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量 (壓力、流量、溫度、電壓、電流 )等，都要通過(guò)輸入模塊送到 PLC。也可將用戶程序存放在 EEPROM 中。所謂用戶程序是指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在PLC 斷電時(shí)，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng) PLC 斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。因此整個(gè) I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量 I/O 映象區(qū)；模擬量 I/O 映象區(qū)。因此，它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元 (RAM)以存放 I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/O映象區(qū)。 系 統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)包括 I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。由制造廠商將其固化在 EPROM 中，用戶不能直接存取。 PLC 存儲(chǔ)空間的分配 雖然各種 PLC 的 CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù) PLC 的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。 EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種 電可擦除的只讀存儲(chǔ)器。在斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。 PLC 常用的存儲(chǔ)器類型 RAM （ Random Assess Memory） 這是一種讀 /寫(xiě)存儲(chǔ)器 (隨機(jī)存儲(chǔ)器 )，其存取速度最快，由鋰電池支持。 二 、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀 態(tài)和數(shù) 據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖 11 所示： 一 、中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了 專用邏輯處理芯片。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，使 PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。在軟件方面 ，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。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)。其中 PLC 特有的編程語(yǔ)言 — 梯形圖一直沿用至今。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 — 梯形圖。裝置中的器件主要采用 分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。這時(shí)的 PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。我國(guó)正處于工業(yè)發(fā)展階段，工業(yè)生產(chǎn)水平急需提高， 推廣和普 及可編程控制器的使用技術(shù)對(duì)提高我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平及生產(chǎn)效率都有十分重要的意義 。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 在改革開(kāi)放最初幾年，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)還處于手動(dòng)操作階段，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)力浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)發(fā)展緩慢。計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通行能力上的飛速發(fā)展，大大增強(qiáng)了可編程控制器通信能力，豐富了可編程控制器編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了 PLC 過(guò)程控制能力。 我國(guó)在 80 年代初才開(kāi)始使用 PLC，目前從國(guó)外引進(jìn)的 PLC 使用較為普遍的有日本 OMRON 公司 C 系列、三菱公司 F 系列、美國(guó) GE 公司 GE 系列和德國(guó)西門(mén)子公司 S 系列等。 PLC 進(jìn)入 90 年代后，工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎全被 PLC 占領(lǐng)。 1969 年，第一臺(tái)可編程控制器 PDP14 由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）制作成功，并在 GM 公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。這樣，工作人員不必在編程上發(fā)費(fèi)大量的精力，只需集中精力去考慮如何操作并發(fā)揮該裝置的功能即可，輸入、輸出電平與市電接口，是控制系統(tǒng)可方便地在需要的地方運(yùn)行。 這十項(xiàng)指標(biāo)就是現(xiàn)代 PLC 的最基本功能，值得注意的是 PLC 并不等同于普通計(jì)算機(jī)，它與有關(guān)的外部設(shè)備，按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一體”和“便于擴(kuò)充功能”的原則來(lái)設(shè)計(jì)。 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更。 輸入可以是交流 115V。 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)。 可靠性高于繼電器控制柜。其對(duì)新裝置性能提出的要求就是著名的 GM10 條，即 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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)需要，此問(wèn)題首先被美國(guó)通用汽車公司（ GM 公司）提了出來(lái)。對(duì)于工作模式固定、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合非常適用，至今仍有廣泛的用途。繼電器 —接觸器控制已有上百年的歷史，它是一種用弱電 信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開(kāi)關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路直觀、價(jià)格低廉、容易操作、易于維修的優(yōu)點(diǎn)。 ........ 14 水塔水位控制系統(tǒng)的 I/O 設(shè)備 ................................................... 14 第 3 章 水塔水位控制系統(tǒng) PLC 軟件設(shè)計(jì) ....................................................... 15 程序流程圖 ............................................................................................. 15 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析 ......................................................... 16 工作過(guò)程 ....................................................................................... 17 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 ........................................................... 17 第 4 章 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì) ............................................................... 20 組態(tài)軟件概述 ......................................................................................... 20 組態(tài)軟件在我國(guó)的發(fā)展 ......................................................................... 20 組態(tài)軟件的功能特點(diǎn)發(fā)展方向 ............................................................. 21 建立 WINCC 組態(tài)畫(huà)面 ......................................................................... 21 WINCC 組態(tài)畫(huà)面 ........................................................................ 21 畫(huà)面演示 ....................................................................................... 22 總結(jié) ......................................................................................................................... 28 致 謝 ....................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 30 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 可編程控制器 可編程控制器（ Programmable Controller ） ,也稱可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），是以微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用裝置，是計(jì)算機(jī)家族的一名成員，簡(jiǎn)稱 PC，為了避免與個(gè)人電腦（也簡(jiǎn)稱為 PC）相混淆，通常將可編程控制器簡(jiǎn)稱為 PLC。應(yīng)用此控制系統(tǒng)能顯著提高勞動(dòng) 效 率，減少勞動(dòng) 強(qiáng)度。 PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。 【進(jìn)度安排】 2021 年 9 月 21 日 2021 年 9 月 30 日 選題、調(diào)研、收集資料 2021 年 10 月 8 日 2021 年 10 月 15 日 論證、開(kāi)題 2021 年 10 月 16 日 2021 年 11 月 30 日 設(shè)計(jì)（寫(xiě)作初稿） 2021 年 12 月 1 日 2021 年 1 月 10 日 修改、定稿、打印 【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 ， 2021. [2]胡學(xué)林 .《 可編程控制器教程（提高篇） 》 .北京 .電子工業(yè)出版社 ， 2021. [3]汪志峰 .《可編程控制器原理及應(yīng)用》 .西安 .電子科技大學(xué)出版社 ， 2021. [4]廖常初 .《 S7300/400PLC 應(yīng)用技術(shù)》 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021. 【指導(dǎo)教師意見(jiàn)】（有針對(duì)性地說(shuō)明選題意義及工作安排是否恰當(dāng)?shù)龋? □同意提交開(kāi)題論證 □修改后提交 □不同意提交（請(qǐng)說(shuō)明理由） 指導(dǎo)教師簽章： 年 月 日 【系部意見(jiàn)】 □同意指導(dǎo)教師意見(jiàn) □不同意指導(dǎo)教師意見(jiàn)（請(qǐng)說(shuō)明理由） □其它（請(qǐng)說(shuō)明） 系（部）主任簽章： 年 月 日 SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagrap