【正文】 。 時 間 進 度 第一周，檢索與課題相關(guān)的材料， 進行課題初步設(shè)計 第二周， 對設(shè)計的課題進行分析，設(shè)計電氣原理圖 ， 設(shè)計元件布置圖、接線圖 第三周，完成畢業(yè)設(shè)計 初稿及相關(guān)圖紙；上交畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)資料 第四周，完善畢業(yè)設(shè)計 及相關(guān)圖紙。 （ 3）掌握控 制系統(tǒng)的制作，安裝和調(diào)試方法。這種變頻恒壓供水系統(tǒng)直接取代水塔、高位水箱及傳統(tǒng)的氣壓罐供水裝置。 我還要感謝同組的同學，正因為有了他們的關(guān)懷和支持，我才能克服學習和研 究中的困難和疑惑，直到畢業(yè)設(shè)計的順利完成。從課題的選擇到最終完成， 他 都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。 畢業(yè)設(shè)計的完成與我的指導(dǎo)老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)是分不開的。但我從查到的點點滴滴的知識中，摸索出了如何簡單操作文本顯示器，這對我有很大的啟發(fā)，就是不論困難再大，只要不放棄努力，不懈的尋找解決問題的 方法，就一定能夠 有所收獲 。 通過這次設(shè)計實踐，我更 加 熟練的掌握 了 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。文本顯示器的組態(tài)以及控制程序的編寫都是通過 STEP7Micro/WIN 軟件進行的。首先是對控制對象（水塔水位）進行分析，使用靜壓投入式液位傳感器進行檢測，并將該模擬信號送入 PLC 中；其次是論證控制方案，運用 PLC 中的比較指令，將液位信號與液位上下限的信號進行比較，從而判斷是否啟動水泵或停止水泵，進行水位的調(diào)節(jié)。 圖 512 液位上限設(shè)定限制程序 基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 22 結(jié)束 語 經(jīng)過近四個月緊張的工作，畢業(yè)設(shè)計終于接近尾聲了。 圖 511 液位下限設(shè)定限制程序 液位上限值的限定如圖 512 所示。 液位下限值的限定程序如圖 511 所示。 液位上下限設(shè)定值限制程序 通過 TD200 對嵌入的液位上下限變量值進行修改，難免因為誤操作造成設(shè)定的液位下限值過低或液位上限值過高等問題，造成系統(tǒng)不能良好的控制水位。程序如圖 510 所示。再通過轉(zhuǎn)換指令，先將整數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)，然后再將其轉(zhuǎn)換為實數(shù)，放于 VD0 中。 將溫度傳感器輸出的 4～ 20mA 的模擬電信號送到 PLC 的模擬量輸入端，對應(yīng)的液位范圍為 0～ 8m，則轉(zhuǎn)換公式經(jīng)過轉(zhuǎn)化為 0 23200AIWH = （ 51） 其程序如圖 59 所示。 基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 19 圖 58 主控制程序 液位顯示程序 在 S7200 CPU內(nèi)部， 0～ 20mA模擬電信號對應(yīng)的數(shù)值范圍為 0～ 32021；對于 4～20mA 的信號，對應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為 6400～ 32021。 程序 設(shè)計 主控制程序 將輸入 PLC 的液位數(shù)據(jù)與存儲的上下限設(shè)定值 進行比較，如果液位值低于設(shè)定的液位下限值，則將輸出點 置位，則 接觸器線圈 QA1 通電吸合，水泵電源導(dǎo)通，為水塔蓄水；如果液位值高于設(shè)定的液位上限值，則將輸出點 復(fù)位， 接觸器線圈 QA1 失電，水泵電源斷開，停止為水塔供水；液位在設(shè)定的下限值與上限值之間時，保持原來的運行狀態(tài)。按 ENTER 將變量的更新值寫入 S7200 CPU并將光標移動到畫面上的下一個可編輯變量。 TD200使用 SHIFT+上箭頭向左移動，使用 SHIFT+下箭頭向右移動。按 ESC可取消編輯。（按住上箭頭或下箭頭可加速該操作。 改變變量的值。） 瀏覽到變量。操作員使用上箭頭或下箭頭來顯示包含要編輯的變量的畫面。 圖 57 定義三個屏幕選項 基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 18 畫面信息可以包含嵌入的變量域，使操作員能夠通過改變變量的值進行響應(yīng)。 圖 56 在顯示屏幕中插入 PLC 數(shù)據(jù) 同樣，按照上述方法對液位上限和液位下限的屏幕進行組態(tài)，其中，液位上限值的地址為 VD8，液位下限的地址為 VD4，兩者 “ 小 數(shù)點右側(cè)位數(shù) ” 都設(shè)為 2，并且允許用戶編輯此數(shù)據(jù)。 在顯示屏幕中插入 PLC 數(shù)據(jù) 如圖 56 所示。 液位顯示屏幕 如圖 55 所示。 如圖 54 所示。然后選擇語言和字符集，設(shè)置為 “ 中文 ” 。啟動STEP7Micro/WIN，選擇 “ 工具 ” → “ 文本顯示向?qū)?” 菜單命令，顯示出 “ 簡介 ” 對話框，使用 “ 下一步 ” 按鈕顯示如 圖 52 所示 的 “ 選擇 TD 型號和版本 ” 對話框。 表 42 元器件清單 元器件名稱 數(shù) 量 西門子 S7200CPU222 AC/DC/繼電器 1 臺 西門子 S7200EM231 AI4 12 位 1 臺 西門子 TD200 文本顯示器 1 臺 BPY800 型液位傳感器 1 個 水泵 1 臺 接觸器 1 個 空氣開關(guān) 1 個 電源線 若干根 TD/CPU 電纜 1 根 連接線 若干根 基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 14 5 軟件的設(shè)計 程序 流程圖 系統(tǒng)的工作流程圖如 圖 51 所示。 基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 13 圖 42 主電路接線圖 元器件清單 綜合分析整個系統(tǒng)，所用到的元器件包括控制系統(tǒng)的組成器件、供水系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)的執(zhí)行機構(gòu)，還有一些起輔助作用的器材。 硬件接線圖 根據(jù)硬件方案，接線圖如 圖 41 所示。 S7200 內(nèi)部直流電源 每個 S7200CPU 模塊均提供一個 24V 直流傳感器電源和一個 5V 直流電源。 基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 12 電源的設(shè)計 供電電源 可編程控制器一般使用市電（ 220V， 50Hz）。 文本顯示器可以執(zhí)行一下任務(wù)：查看用戶菜單和畫面的層級；顯示由 S7200 CPU生成的報警；修改指定的程序變量；強制或取消強制 I/O 點；設(shè)置時間和日期；查看 CPU 狀態(tài)。 EM231 模塊的配置開關(guān) SW SW SW3 分別設(shè)置為 ON、 ON、 OFF（ ON 為接通， OFF 為斷開），此時， EM231 模塊滿量程輸入為 0～ 20mA，滿足液位傳感器輸出信號的要求。 擴展模塊 由于本系統(tǒng)有一個模擬量輸入，根據(jù)各擴展模塊的特點，可以選擇模擬量輸入擴展模塊 EM231（ 24VDC 模擬量輸入， 4 輸入），該模塊可以用來連接標準的電流信號和電壓信號。選用的 CPU模塊需要擴展單元。 (7) 實時時鐘：可用于對信息加注時間標記，記錄機器運行時間或?qū)^程進行時間控制。 (5) 脈沖輸出： 2 路最大可達 100 kHz 的高頻脈沖輸出，可以驅(qū)動步進電動機和伺服電動機以實現(xiàn)準確定位任務(wù)。 (3) 集成電源：主機集成有 24V直流電源，可以直接用于傳感器和執(zhí)行機構(gòu)的供基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 11 電。 表 41 輸入輸出信號代碼和地址編號表 名 稱 代 碼 地址編號 液位高度信號 B AIW0 水泵起停 QA1 PLC 系統(tǒng)的選型 CPU 模塊 CPU模塊的主要特點和技術(shù)規(guī)范： (1) 供電電壓：直流 24V和交流 220V兩種供電電源電壓。 液位信號的顯示和液位上下限設(shè)定的修改通過文本顯示 器 進行。 以西門子 S7200 系列可編程控制器作為控制核心，將液位傳感器檢測到的液位信號，通過模擬量輸入模塊輸入 CPU，與存儲的液位上下限信號相比較。 表 31 靜壓投入式液位傳感器技術(shù)參數(shù) 測量范圍 0～ 8m H?O 供電范圍 12～ 36VDC 輸出信號 4～ 20mA 介質(zhì)溫度 30～ 70℃ 環(huán)境溫度 40～ 85℃ 長期穩(wěn)定性 ≤考慮到水位的 高度 ，選擇測量范圍為 0～ 8 米 的型號 即可，傳輸信號選用 4～ 20mV標準電信號。據(jù)此，可選用 BPY800 系列液位變送器，該傳感器將擴散硅充油芯體封裝在不銹鋼殼體內(nèi)，前端防護帽起保護傳感器膜片的作用，也能使液體流暢地接觸到膜片，防水導(dǎo)線與外殼密封連接，通氣管在電纜內(nèi)與外界相連，內(nèi)部結(jié)構(gòu)防結(jié)露設(shè)計。同時，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 0P 與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的 0P ，使傳感器測得壓力為： gH??? ，顯然，通過測取壓力 P ，可以得到液位深度。采用特種的中間帶有通氣導(dǎo)管的電纜及專門的密封技術(shù)，既保證了傳感器的水密性，又使得參考壓力腔與環(huán)境壓力相通，從而保證了測量的高精度和高穩(wěn)定性。 4～ 20mA、 0～ 5V、 0～ 10mA 等標準信號輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。 圖 31 靜壓投入式液位傳感器 靜壓投入式液位傳感器適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系基于 PLC 的供水控制系統(tǒng)設(shè)計 9 統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。 選擇合適的液位傳感器，首先要知道被測量的介質(zhì)的情況，比如是否具有腐蝕性，其次還要知道被測量介質(zhì)的高度、被測量介質(zhì)所在容器的安裝方式，以及是否要帶現(xiàn)場顯示等。分為兩類：一 類為接觸式，包括單法蘭靜壓 /雙法蘭差壓液位變送器、浮球式液位變送器、磁性液位變送器、投入式液位變送器、電動內(nèi)浮球液位變送器、電動浮筒液位變送器、電容式液位變送器、磁致伸縮液位變送器、侍服液位變送器等。這