【正文】 塊、智能存貯模塊以及智能 1/0 模塊等。 4)擴(kuò)展模塊 :當(dāng)一個(gè) PLC 中心單元的 1/0 點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 10 擴(kuò)展，擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的。模擬量輸入模塊接收到標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流后，把它轉(zhuǎn)換成 8 位、 10 位或 12位的二制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行處理。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(xiàn)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(lèi)型，每種類(lèi)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(xiàn)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。由于數(shù)據(jù)在控制器應(yīng)用中是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的，因此數(shù)據(jù)存貯器一般選用 CMOSRAM，以滿(mǎn)足隨機(jī)存取的要求。 數(shù)據(jù)存貯器用來(lái)存放 PLC 的數(shù)據(jù)。也可將用戶(hù)程序存放在 EEPROM 中。所謂用戶(hù)程序是指使用戶(hù)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。機(jī)器出廠(chǎng)時(shí)，廠(chǎng)家把這些程序存入EPROM 存貯器或 EEPROM 存貯器。 系統(tǒng)存貯器用以存貯制造廠(chǎng)家編寫(xiě)的系統(tǒng)程序。 2)存貯器 :可編程控制器中存貯器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)。指令寄存器的指令操作碼進(jìn)行譯碼，執(zhí)行指令規(guī)定的任務(wù)，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，啟閉有關(guān)控制門(mén)電路，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新有關(guān)標(biāo)志和輸出映像寄存器的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印或數(shù)據(jù)通訊 。 中央處理器的功能是 :CPU 按系統(tǒng)程序所賦予的功能，接收并存貯從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù) 。對(duì)于雙 CPU 來(lái)說(shuō)，一般具有一個(gè)位處理器和一個(gè)字處理器。常用的 CPU 有通用微處理器，如MOTOROLA6800，單片機(jī)有 8031， 8051 和雙極型位式微處理器，如 AMD2903。 PLC 機(jī)硬件主要由中央處理單元 (CPU)、存貯器、輸入 /輸出單元以及編程器、電源和智能輸入 /輸出單元等構(gòu)成。 可編程控制器（ PLC）的組成 圖 PLC結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器 PC 或 PLC 是一種以微處理器為核心的用于工程自動(dòng)控制的工業(yè)控制機(jī)，其本 質(zhì)是一臺(tái)工業(yè)控制專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。 PLC 在水工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用主要有水廠(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)加氯、自動(dòng)加礬、水泵變頻調(diào)速、 SCADA 系統(tǒng)和供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)等。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的 方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 PLC 不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。 PLC 的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU、電源、1/0 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。 3)采用模塊化結(jié)構(gòu)。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話(huà)的接口模塊 。 2)具有豐富的 1/0 接口模塊。 可編程控制器（ PLC）的特點(diǎn) 隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， PLC 的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)〔 10]: l)可靠性高。在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家， PLC 己經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)。進(jìn)入 80 年代中、吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 6 后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 1/0 模塊和各種特殊功能模塊。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使 用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動(dòng)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前， PLC 在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍。由于 PLC采用了“三機(jī)一體化”的綜合技術(shù)即集計(jì)算機(jī)、儀器儀表、電氣控制于一身，具有高可靠性、強(qiáng)抗千擾能力、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、維修方便和低成本等諸多特點(diǎn)，因而與其它控制器相比它更加適合工業(yè)控制環(huán)境和市場(chǎng)的要求 ?？傊?，數(shù)控技術(shù)己成為當(dāng)今工業(yè)設(shè)備、制造業(yè)不可忽視的關(guān)鍵高新技術(shù)，對(duì)我國(guó)今后的技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展具有重要的先導(dǎo)作用，需大力發(fā)展。其典型產(chǎn)品有美國(guó) MDSI 公司的 OpenCNC、德國(guó) PowerAutomation 公司的 AP80OONT等 數(shù)控技術(shù)是機(jī)械、電子、自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)和檢測(cè)技術(shù)密切結(jié)合的機(jī)電一體化高新技術(shù)，它能把機(jī)械裝備的功能、可靠性、效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新水平，使機(jī)械電子行業(yè)發(fā)生深刻的變化。用戶(hù)可以在 W 工 ND 娜 S 平臺(tái)上，利用開(kāi)放 CNC 內(nèi)核，開(kāi)發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類(lèi)型的高性能數(shù)控系統(tǒng)。這是一種最新開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。如美國(guó) DELATATU公司用 PMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)造的 PMAC一 NC數(shù)控系統(tǒng)、舊本 MAAZK 公司用三菱電機(jī)的 MELDASMAGIC64 構(gòu)造的 MAZATROL640CNC 等。它開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)供用戶(hù)在 W 工 NDOWS 平臺(tái)下自行開(kāi)發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。它由開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡 +PC 機(jī)構(gòu)成。因此，用戶(hù)無(wú)法介入數(shù)控系統(tǒng)的核心。這是由于一些數(shù)控系統(tǒng)制造商不愿放棄多年來(lái)積累的數(shù)控軟件技術(shù)，又想利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源 而開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。 “ PC 嵌入 NC”結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。目前，這類(lèi)系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。這是一種專(zhuān)用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。就系統(tǒng)硬件和軟件組成及其結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致可分為 4 種類(lèi)型 : 傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)。其最大特點(diǎn)是利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里的軟件控制系統(tǒng)工作。第六代以 CP 機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分，在 CP 機(jī)上安裝 NC 軟件系統(tǒng)，第六代數(shù)控也稱(chēng)為基于 CP 的智能數(shù)控系統(tǒng)。第二階段 :計(jì)算機(jī)數(shù)控 (NCC)階段 (1970 一至今 )，這個(gè)階段也經(jīng)歷 了三代，即第四代采用小型計(jì)算機(jī)以軟件的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能 。第三代采用集成電路的數(shù)控系統(tǒng)，不僅體積大大縮小，其可靠性也得到了實(shí)質(zhì)性的提高，成為一般用戶(hù)能接受的數(shù)控系統(tǒng)。 第一階段 :數(shù)控 (NC)階段 (1952 一 1970)，這個(gè)階段經(jīng)歷了三代，即第一代采用電子管元件的數(shù)控系統(tǒng)，體積大、可靠性低、價(jià)格高，主要用于軍工生產(chǎn) 。美國(guó)麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室于 1952 年研制出世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)銑床，從此人類(lèi)迎來(lái)了機(jī)械制造的一個(gè)新的數(shù)控時(shí)代。 在傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法難以滿(mǎn)足這樣的多樣化、柔性化與形狀復(fù)雜零件的高效高質(zhì)量加工要求的情況下，數(shù)控機(jī)床作為一種自動(dòng)化的加工設(shè)備而被廣泛采用〔 ]l。 水塔水位控制系統(tǒng)的組成 水位自動(dòng)控制系統(tǒng)由 PLC（核心控制部件）、高低位的水位檢測(cè)電路、高低水位信號(hào)傳送給 PLC水泵電動(dòng)機(jī)控制電路（ PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)的此水位控制 ） 數(shù)控系統(tǒng)概述 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，產(chǎn)品更新 速度越來(lái)越快，多品種，中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。效率低 。 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 2 單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速，自動(dòng)化程度要優(yōu)于上面4 種供水方式，但是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，對(duì)操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。 液力禍合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式易漏油，發(fā)熱需冷卻，效率低，改造麻煩，只能是一對(duì)一驅(qū)動(dòng)，需經(jīng)常檢修 。 傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有 :恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水、液力藕合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點(diǎn)如下 : 恒速泵加壓供水方式無(wú)法對(duì)供水管網(wǎng)的壓力做出及時(shí)的反應(yīng)，水泵的增減都依賴(lài)人工進(jìn)行手工操作，自動(dòng)化程度低，而且為保證供水，機(jī)組常處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時(shí)，管網(wǎng)長(zhǎng)期處于超壓運(yùn)行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。 ⑤ The small size, light weight, low power consumption. In summary therefore, in order to save energy to improve the quality of the water supply system, consider using programmable logic controller (PLC) and relays. Sensor technology and data acquisition, to design a practical level control scheme, allowing the system to achieve automatic control in order to improve control accuracy, reliability, and quality of the water. And by simulation to verify the correctness of the programming. This paper first describes the subject of background, on the basis of analysis of the problems in the current study, on the Describes the significance of this research project. And under the control of the water tower level control system requirements, and control principle to determine the water tower level control system hardware design, draw a system flow chart to determine the allocation of input and output of the PLC system, the preparation procedure, the system simulation. The final pletion of the water tower water level of the PLCbased control system design. Keywords: PLC automatic control water supply system 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 0 目錄 第 1章 緒論 ............................................................................................................................................. 1 課題背景及意義 ............................................................................................................................ 1 水塔水位控制系統(tǒng)的組成 ........................................................................................................... 2 數(shù)控系統(tǒng)概述 ................................................................................................................................. 2 第 2 章 可編程控制器（ PLC）概述 ...................................................................................................... 5 可編程控制器簡(jiǎn)介 .....................................................................................................................