液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-04 10:27本頁面
【正文】 1）主程序OB1的編程 單擊Blocks圖標(biāo)，再單擊OB1進(jìn)入對用戶主程序的編程。圖35 STEP7硬件組態(tài)2. 符號編輯單擊Symbols圖標(biāo)，進(jìn)入符號編輯器，對全局變量命名，這樣可以增加程序的可讀性，而且有利于程序的輸入及變量的變更。單擊SIMANTIC 300 Station和Hardware圖標(biāo)，在HW Config窗口中進(jìn)行硬件組態(tài)設(shè)置。 PLC程序控制流程PLC程序控制流程圖如圖34所示。5) 狀態(tài)Ⅲ：延時若干時間后若依然為狀態(tài)Ⅲ，則開關(guān)輸出組合加1，使MM420的輸出頻率上調(diào)一個級別，直至水位進(jìn)入狀態(tài)Ⅱ，或者開關(guān)輸出組合為111（50Hz）。3) 狀態(tài)Ⅰ：延時若干時間后若依然為狀態(tài)Ⅰ，則開關(guān)輸出組合減1，使MM420的輸出頻率下調(diào)一個級別，直至水位進(jìn)入狀態(tài)Ⅱ，或者開關(guān)輸出組合為001（0Hz）。 控制要求和策略：1) 上限位：點亮上限位報警指示燈，開關(guān)輸出組合為001（0Hz）。表31 變頻器輸出頻率與PLC輸出的關(guān)系速度0010Hz01010Hz01115Hz10020Hz10130Hz11040Hz11150Hz000不用 PLC控制要求和策略 水位檢測信號的安置如圖33所示，一共設(shè)置4個水位檢測開關(guān)，檢測方式為有水時閉合。其中，液位信號由液位變送器LT和水位檢測開關(guān)傳送給PLC，作為控制依據(jù)，并由PLC向變頻器輸出3個開關(guān)量信號。上位機也可對相應(yīng)的地址進(jìn)行賦值，來設(shè)定相關(guān)參數(shù)。 圖210 電子式水位開關(guān)BZ24013 液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計單容水箱液位控制系統(tǒng)控制框圖如下圖31所示。而且具有耐污、耐顛簸、抗摔性強、耐酸堿，不怕磁場影響、不怕金屬體影響、不怕水壓變化影響、不怕光線影響，沒有盲區(qū)，不怕固體漂浮物的影響的優(yōu)點?？梢匀我夥较虬惭b，當(dāng)橫向安裝時，水位到達(dá)藍(lán)線就動作，且精度較高。它可以直接與PLC搭配工作，判斷有水時輸出24V，無水時0V，電流容量2A 。圖29 變送器接線和調(diào)節(jié)圖水位開關(guān)分為：電容式水位開關(guān)、電子式水位開關(guān)、電極式水位開關(guān)、光電式水位開關(guān)、音叉式水位開關(guān)、浮球式水位開關(guān)等。液位變送器包括一個表頭，兩邊都有蓋子，打開蓋子，一邊的表內(nèi)部可以調(diào)節(jié)零點或滿量程，另一邊內(nèi)部用于接線。本變頻器必須可靠接地，斷開電源后可進(jìn)行電源及電機端子的接線，接線方法如圖28所示。本變頻器由微處理器控制，并采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能多樣性。如圖27所示。正常狀態(tài)時，綠色LED亮；當(dāng)輸出電路過載時，LED指示燈會閃爍；如果輸出端斷路，則輸出電壓為0，此時LED變暗。圖26 SM334模擬量輸出模塊原理圖 電源模塊的選用 電源模塊選用的是PS307 2A，電源效率是83%。圖25 SM334模擬量輸入端子接線圖模擬量輸出模塊用于將CPU送給它的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為成比例的電流信號或電壓信號，對執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，其主要轉(zhuǎn)換部分是D/A轉(zhuǎn)換器。由圖24知，模擬量輸入模塊由多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、光隔離元件、內(nèi)部電源和邏輯電路組成。模擬量輸入模塊的輸入信號一般是模擬量變送器輸出的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓、電流信號。實物如圖23所示。這里選用的是SM334 AI4/AO28/8位的模塊，它具有4個輸入、2個輸出，精度是8位。它既有模擬量輸入通道，又有模擬量輸出通道，用于連接模擬量傳感器和執(zhí)行器。CPU 313C2DP實物如圖22所示。該控制器配置為：16DI/16DODC24V、Flash EPROM微存儲器卡（MMC）、一個MPI接口和一個DP總線接口。 CPU型號的選擇S7300有20種不同等級的CPU，分別使用于不同等級的控制要求。而且，就其價格而言，又較S7400要經(jīng)濟(jì)得多。且指令集成功能強大，可用于復(fù)雜控制。S7300可大范圍擴展各種功能模塊，很好的滿足自動控制任務(wù)。不需附加任何硬件、軟件、編程，就可建立一個MPI網(wǎng)絡(luò)。各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴展。圖21 液位控制系統(tǒng) PLC的選型S7300是模塊化的通用型PLC，適用于中等性能的控制要求。本設(shè)計要實現(xiàn)用S7300 PLC作為控制器，通過變頻器控制電機速度，同時由變送器和四個液位檢測開關(guān)收集液位信號反饋給PLC來進(jìn)行進(jìn)一步控制，從而實現(xiàn)使液位保持在設(shè)定值附近的自動控制系統(tǒng)。本課題研究內(nèi)容：（1）控制器的算法（2）通過PLC實現(xiàn)液位自動控制（3）對輸入變量的轉(zhuǎn)換與歸一化（4）組態(tài)軟件的使用（5）實現(xiàn)上位機對液位的實時監(jiān)控2 液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 液位控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計 硬件設(shè)計是在對課題進(jìn)行深入分析，對相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)查之后所進(jìn)行的基礎(chǔ)性工作，是軟件設(shè)計實現(xiàn)的前提。設(shè)計單容液位控制系統(tǒng)中，控制方式采用了位式控制算法，控制核心為S7300系列的CPU313C2DP以及PLC內(nèi)部A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，檢測元件為壓力傳感器，執(zhí)行器為電動調(diào)節(jié)閥。工廠自動化（FA）、計算機集成過程控制（CIPS）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）和企業(yè)資源
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