【正文】 轉(zhuǎn)換是順序執(zhí)行的，每個模擬量通道的輸入信號是被依次輪流轉(zhuǎn)換的。模擬量輸入模塊用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為CPU內(nèi)部處理用的數(shù)字信號，其主要部分是A/D轉(zhuǎn)換器。它是不可編程的，通過硬件連線來定義測量和輸出類型。這種模塊目前有SM334 AI4/AO28/8位和SM334 A4/AO212位兩個型號。 圖22 CPU 313C2DP 圖23 SM334 模擬量輸入/輸出模塊 模擬量模塊（SM）的確定S7300的模擬量I/O模塊包括模擬量輸入模塊SM33模擬量輸出模塊SM332和模擬量輸入輸出模塊SM334和SM335，通常選用SM334系列的模塊。相比之下，CPU 312C適用于對處理能力有較高要求的小型應(yīng)用；CPU 313C滿足對處理能力和響應(yīng)時間要求較高的場合，但不帶主站/從站接口；CPU 312適用于全集成自動化的基本型CPU及中等處理速度的小規(guī)模應(yīng)用；CPU 314適用于中等處理量的應(yīng)用；而CPU 3152 DP、CPU 3152 PN/DP、CPU 3172DP、CPU 3172 PN/DP及CPU 3193 PN/DP，固然有較高的性能，可用于要求較高的應(yīng)用，但對于本設(shè)計來說是不經(jīng)濟的，也是不必要的。CPU 313C2 DP帶集成數(shù)字量輸入/輸出和PROFIBUS DP主站/從站接口的緊湊型CPU，帶有與過程相關(guān)的功能，可以完成具有特殊功能的任務(wù)，可以連接單獨的I/O設(shè)備。所以，S7300是本次設(shè)計中控制器的首選。其功能較S7200要強大很多。簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使其應(yīng)用十分靈活。若有PROFIBUSDP接口，就可建立一個DP網(wǎng)絡(luò)。其CPU集成了過程控制功能，用于執(zhí)行用戶程序。SIMATIC S7300編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。 單容水箱的液位控制系統(tǒng)如下圖21所示。硬件的合理選用，對于整個課題的設(shè)計至關(guān)重要，既要合理、適合，也要經(jīng)濟適用。通過以上的器件設(shè)備、位式控制算法和上位機的組態(tài)等，實現(xiàn)液位自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。 本課題研究的內(nèi)容與目的液位自動控制系統(tǒng)中，主要是針對單容水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，涉及到液位的動態(tài)控制、控制系統(tǒng)的總體設(shè)計、PLC控制、位式控制算法、壓力變送器和電磁閥等一系列的知識。到20世紀(jì)90年代以后，隨著測量儀表數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和集散型控制技術(shù)日益成熟、現(xiàn)場總線技術(shù)以及基于現(xiàn)場總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)逐步推廣、使用，使過程控制系統(tǒng)的開放性、兼容性和現(xiàn)場儀表與裝置的智能化水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍?；凇凹泄芾?，分散控制”理念，在數(shù)字儀表和計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的集散型控制系統(tǒng)（DCS, Distributed Control System）在大型生產(chǎn)過程控制中得到廣泛應(yīng)用。3. 集散控制階段（20世紀(jì)70年代中期至今）20世紀(jì)70年代，隨著大規(guī)模集成電路出現(xiàn)及微處理器的問世，計算機的性價比和可靠性大為提高，采用了冗余技術(shù)和自診斷措施的工業(yè)計算機完全滿足工業(yè)控制對可靠性的要求，為新的過程控制儀表、裝置與系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)提供了強有力的支持。特別式前饋控制、選擇控制的實現(xiàn)，使過程控制品質(zhì)、安全性大為提高。這時的過程控制系統(tǒng)大量采用單元組合儀表和組裝式儀表，生產(chǎn)過程實現(xiàn)了車間范圍和大型系統(tǒng)的集中監(jiān)控。2. 集中控制階段（20世紀(jì)60—70年代）在20世紀(jì)的60年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)過程越來越復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，對過程控制技術(shù)提出了新的要求，迫切需要生產(chǎn)過程集中控制與管理。生產(chǎn)的規(guī)模比較小，多用氣動儀表進(jìn)行測量與控制，~，壓縮空氣為動力的氣動儀表實現(xiàn)就地的簡單控制。40年代以后，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展很快，尤其是近些年來，在IT技術(shù)的帶動下，過程控制技術(shù)發(fā)展十分迅猛。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。 圖11 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖PLC作為一種專用于工業(yè)控制的計算機具有以下特點：高可靠性豐富的I/O接口模塊采用模塊化結(jié)構(gòu)編程簡單易學(xué)安裝簡單，維修方便20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。PLC實質(zhì)是一種專門用于工業(yè)控制的計算機，所以其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出器件（I/O接口）、電源及編程設(shè)備幾大部分組成。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，還可以進(jìn)行算術(shù)運算和模擬量控制等，因此，美國電器制造協(xié)會（NEMA）于1980年正式將這種裝置命名為可編程控制器（Programmable Controller），簡稱PC。 PLC及過程控制技術(shù)的概述及發(fā)展可編程控制器是計算機家族中的一員，是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。可編程控制器（Programmable Logic Controller, PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。隨著我國科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。在人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，液位控制系統(tǒng)已是一般工業(yè)界所不可缺少，例如居民生活用水的供應(yīng), 飲料、食品加工, 溶液過濾, 化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要維持合適的高度, 既不能太滿溢出造成浪費, 也不能過少而無法滿足需求。其應(yīng)用范圍覆蓋石油、化工、制藥、生物、醫(yī)療、水利、電力、冶金、輕工、紡織、建材、核能、環(huán)境等許多領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。最后，利用組態(tài)王軟件設(shè)計人機對話界面，通過上位機控制實現(xiàn)液位的自動控制，上下限參數(shù)的在線設(shè)置，及液位測量值的在線監(jiān)控；達(dá)到液位控制系統(tǒng)的技術(shù)要求。在設(shè)計過程中，首先，進(jìn)行硬件的選擇、設(shè)計。在本次設(shè)計中，就以S7300作為控制器，設(shè)計一個運行穩(wěn)定、安全可靠又經(jīng)濟的液位控制系統(tǒng)。我國近年來工業(yè)自動化水平逐漸提高，PLC在許多行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin University of Technology and Education畢 業(yè) 設(shè)