【正文】 滿意的效果。PID控制器是比例積分微分控制(ProportionalIntegralDerivative)的簡稱,之所以得到廣泛應(yīng)用是因為它具有如下優(yōu)點：不需要精確地控制系統(tǒng)數(shù)字模型。無論是使用模擬控制器的模擬控制系統(tǒng)，還是使用計算機（包括PLC）的數(shù)字控制系統(tǒng)，PID控制都等到了廣泛的應(yīng)用。由此為依據(jù)可以做出調(diào)整，使水位保持恒定。本系統(tǒng)的報警電路是有兩個指示燈組成。電路圖如圖27所示。圖25 EM231接線圖圖26 CPU226接線圖圖27 手動供水電路圖在手動狀態(tài)下，閉合SB3，使接觸器KM1得電，水泵得電運行，向水箱里供水?？筛鶕?jù)電流大小做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。直動式電磁閥： 原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。測得的信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后，以電流的形式傳給PLC。因此可以根據(jù)測量的壓力信號得到水位信號，從而將水位測量轉(zhuǎn)換為壓力測量。液位傳感器作為水位信號的檢測元件，選用CYG型擴散硅壓力變送器，安裝在水箱的底部。僅在傳感器側(cè)端截屏。避免將信號線與電源線平行接近布置。傳感器接線的長度應(yīng)盡可能的短，并使用屏蔽雙絞線。若為電壓負載，則將負載接入MO、VO接口若為電流負載則接入MO、IO接口。若4個接口未能全部使用，如C口所示，未用的接口要將C+與C端用短路子短接，以免收到外部干擾。為電流輸入時，如B口所示須將RB與B+短接。EM235模塊的上部端子排為標注A、B、C、D的四路模擬量輸入接口，可分別接入標準電壓、電流信號。圖23 EM235模塊模擬量I/O連線示意圖如圖23所示為模擬量I/O組合模塊EM235（4路模擬量輸入、1路模擬量輸出）I/O連接示意圖。 EM235模擬量模塊由于液位傳感器的輸出為模擬信號,所以選用模擬量模塊EM235。CPU226可用于較高要求的控制系統(tǒng)，更多的I/O點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能使其完全適應(yīng)于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。CPU226輸入電路采用了雙向光電耦合器，DC24V極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置1M為I0B輸入端子的公共端，2M為I1B輸入端子的公共端。 CPU226型PLC的特點圖22 CPU226外部電路連接示意圖CPU226主機共有24個輸入點和16個輸出點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O或35路模擬I/O點?，F(xiàn)將S7200 CPU的主要性能如表21，供用戶在進行系統(tǒng)設(shè)計時進行選擇。S7200系列有CUP21X和CPU22X兩代產(chǎn)品。它的使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動控制。點對點接口（PPI）可以連接編程設(shè)備、操作員界面和具有串行接口的設(shè)備，用戶程序有三級口令保護。S7200最多有4個中斷控制的輸入，S7200還有日期時間中斷功能。它結(jié)構(gòu)小巧，運行速度快，可靠性高，具有豐富的指令系統(tǒng)和擴展模塊。S7200系列PLC是西門子公司生產(chǎn)的一種小型整體式結(jié)構(gòu)可編程控制器，出現(xiàn)于20世紀90年代。 可編程控制器的選擇可編程控制器產(chǎn)品眾多，功能和結(jié)構(gòu)均有所不同，但工作原理和組成基本相同。然后與設(shè)定數(shù)據(jù)進行比較，PLC做出相應(yīng)的輸出，對電磁閥進行控制。圖21 水位PID控制工藝圖 系統(tǒng)設(shè)計思路采用PLC控制，運用PLC模擬量控制模塊EM235和PID算法。這種切換有一個輸入的數(shù)字量控制。系統(tǒng)啟動時，關(guān)閉出水口。這就需要一個輸入控制液體閥,以不同的流量給水箱供水,以維持水位不變,這樣才能使水箱不斷水。8 、PLC還具有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，例如：定位控制模塊，CRT模塊等。通信和聯(lián)網(wǎng) 新一代的PLC都具有通信功能。數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。PLC可以接模擬量輸入和輸出模擬量信號。步進控制 PLC具有步進（順序）控制功能。計數(shù)控制 PLC具有計數(shù)功能。定時控制 PLC具有定時功能。在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段存到輸出鎖存寄存器中，通過一定方式輸出，驅(qū)動外部負載。從輸出映像寄存器“讀入”對應(yīng)輸出映像寄存器的當前狀態(tài)。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。此時，輸入映像寄存器被刷新。如圖12所示PLC的掃描工作過程。對每個程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符號后返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。編程器可以不參與現(xiàn)場運行，所以一臺編程器可以供多臺PLC使用。編程器編程器是生產(chǎn)廠家提供的與本公司PLC配套的編程工具。開關(guān)電源的輸入電壓范圍寬，體積小，重量輕，效率高，抗干擾性能好。輸入單元接收現(xiàn)場設(shè)備向PLC提供的信號，輸出單元將經(jīng)過CPU處理的微弱電信號通過光電隔離，功率放大等處理轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備所需要的強電信號，以驅(qū)動各種執(zhí)行元件。工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化經(jīng)常存取的，所以這種存儲器必須可讀寫。（3）工作數(shù)據(jù)存儲器。（2）用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序是廠家根據(jù)其選用的CPU的指令系統(tǒng)編寫的，它決定了PLC的功能。存儲器存儲器可以分為以下3種。由此可見，PLC的基本結(jié)構(gòu)由控制部分、輸入和輸出部分組成。如圖11所示。 PLC的特點PLC與現(xiàn)有的各種控制方式相比，具有如下優(yōu)點：1. 可靠性高2. 控制程序可變，具有很好的柔性3．編程方法簡單易學(xué)4．功能強，性能價格比高5. 體積小，重量輕，能耗低 PLC的基本構(gòu)成PLC主要包括中央處理單元CPU、存儲器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴展接口、外部設(shè)備接口等。編程軟件的多樣化和高級化。應(yīng)用范圍不斷擴大。既要簡單經(jīng)濟，又要不斷增強功能和使用方便性是小型PLC的發(fā)展方向。 PLC的發(fā)展與微電子技術(shù)和計算機技術(shù)密切相關(guān)，隨著可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，它本身也在不斷發(fā)展。 第1章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生1968年，美國通用汽車公司（GM公司）為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝的不斷更新需求，把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，并提出10條招標指示：1．編程方便，現(xiàn)場可修改程序；2．維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；3．可靠性高于繼電器控制裝置；4．體積小于繼電器控制裝置；5．數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；6．成本可與繼電器控制裝置競爭；7．輸入可以為交流115V；8．輸出可以是交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥，接觸器等；9．在擴展時，原系統(tǒng)只需少量的變更；10．用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB；這就是著名的GM10條，它是PLC出現(xiàn)的直接原因?；赑LC的PID水位控制就為前面提出的問題提供了一個很好的解決方案。以水箱水位控制為例來說明：傳統(tǒng)方法是人為頻繁的進行觀察以此為依據(jù)進行補充水，這種方法費時費力效果也差。隨著人類的進步社會的發(fā)展，我們的要求也在隨之提高。因此專家認為，可編程控制器技術(shù)、計算機輔助設(shè)計/計算機輔助生產(chǎn)（CAD/CAM）以及機器人技術(shù)，將成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。PLC是以微處理器為核心，將計算機技術(shù)、自動化技術(shù)及通信技術(shù)融為一體的一種新的高可靠性的工業(yè)自動化控制裝置。從柔性制造系統(tǒng)，工業(yè)機器人到大型分散控制系統(tǒng)，PLC均承擔(dān)著重要的角色。它采用了靈活、方便的可編程序控制形式，通過數(shù)字量或模擬量的輸入與輸出過程中的信號轉(zhuǎn)換，完成控制中的各類生產(chǎn)過程。硬件部分：CPU 模擬量塊 液位傳感器 輸入控制液壓閥 輸出控制液壓閥等軟件部分：PID邏輯控制 梯形圖 控制程序關(guān)鍵詞：PLC，PID，水箱水位，自動控制