【正文】 標，出現(xiàn)如圖 41所示畫面，進入 MCGS 組態(tài)環(huán)境。 注意：以上步驟只是按照組態(tài)工程的一般思路列出的。 。選定與設備相匹配的設備構(gòu)件，連接設備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設備屬性的設置。利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢 查動畫顯示和控制流程是否正確。包括對菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報表、報警信息輸出等功能；建立工程安全機制等。MCGS 還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（稱之為“腳本程序”功能構(gòu)件），使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。 。前一部分類似于“畫畫”，用戶通過 MCGS 組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及動畫構(gòu)件庫，在用戶窗口內(nèi)“組合”成各種復雜的畫面。 。編制菜單分兩步進行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。 。經(jīng)過此步操作，即在 MCGS組態(tài)環(huán)境中，建立了由五部分組成的工程結(jié)構(gòu)框架。 MCGS 稱為建立新工程。分析工程項目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄焦作大學機電系畢業(yè)設計 1 引言 18 清系統(tǒng)的控制流程和 監(jiān)控對象的特征，明確監(jiān)控要求和動畫顯示方式，分析工程中的設備采集及輸出通道與軟件中實時數(shù)據(jù)庫變量的對應關(guān)系，分清哪些變量是要求與設備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動畫顯示的。 組建新工程的一般過程。 MCGS 為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開 發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。 本文各種控制程序均采用梯形圖 LAD 語言編制，邏輯關(guān)系反映得形象、直觀。 功能塊圖 FBD 類似于數(shù)字電子電路，它是將具有各種與、或、非、異或等邏輯關(guān)系的功能塊圖按照一 定的控制邏輯組合起來。語句表 STL 類似于計算機的匯編語言，是 PLC 最基礎的編程語言。梯形圖 LAD 是在繼電接觸控制基礎上演變而來的，是 一種圖形化的編程語言。 S7— 200 PLC 的編程軟件為 STEP7 Micro／ WIN32，是一種基于 windows 平臺的應用軟件，它可以使用通用的個人計算機作為圖形編輯器，用于在線或離線開發(fā)用戶程序，用于在線對 PLC 進行各種操作，并且可以在線實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 氣壓罐壓力是否為設定值？ 、 雨水罐中是否達到下液位？ 啟動水泵 雨水罐中是否達到中液位？ 氣壓罐壓力是否為設定值？ 開啟進水閥 雨水罐中是否達到上液位？ 關(guān)閉進水閥 程序結(jié)束 開始 關(guān)閉水泵 計時 5s ? 焦作大學機電系畢業(yè)設計 1 引言 16 圖 37 控制程序梯形圖 Fig 37 control procedure trapezoid diagrams PLC 技術(shù)可以實現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力 。 圖 34 編輯按鈕 Fig 34 Edit a button 圖 35 順序輸入元件 Fig 35 In proper order importation ponent 主程序控制流程圖如 36 所示。梯形圖的編輯界面如圖 33所示。 ③上載和下載項目文件 在已有與 PLC 建立通訊的前提下，可用“文件”菜單中的“上載”項，也可點擊工具條中的“上載”按鈕來完成。用戶可以確定 PCL 的 CPU型號、更改項目文件名、添加子程序和中斷程序，以及編輯程序等。 ①新建項目 在為 PLC 控制系統(tǒng)編程時，首先應創(chuàng)建一個項目文件，單擊菜單“文件”中的“新建”按鈕，在主窗口將顯示新建的項目文件主程序區(qū)。 圖 31 編程軟件主界面 Fig 31 Plait distance software main interfaces 編程軟件的使用 上一節(jié)認識了主界面的各部分功能 ，本節(jié)將介紹如何用 STEP7Micro/WIN32編程軟件進行編程。 PLC 執(zhí)行強制操作。 。 ，編輯和修改用戶程序，直接對 PLC 進行各種操作。 編程軟件基本功能 STEP7Micro/WIN32 編程軟件的基本功能是在 Windows 平臺下開發(fā)用戶程序，監(jiān)控用戶程序的動態(tài)執(zhí)行情況。這種編程語言適合于那些熟悉數(shù)字電子電路的人員 [9][10]。它特別適合于熟悉計算機原理和熟悉 PLC 的結(jié)構(gòu)原理和工作過程的程序員，用它可以編寫出梯形圖LAD 或功能塊圖 FBD無法實現(xiàn)的程序，程序執(zhí)行速度最快。編程人員幾乎不必具有計算機的基礎知識，不需考慮 PLC 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理，只要有繼電接觸控制的基礎，就能在很短時間內(nèi)掌握梯形圖 LAD 的使用和編程方法，因此這種編程語言應用最廣。 編程語言的選擇 STEP7 Micro／ WIN32 編程軟件提供了三種編程語言，即梯形圖 LAD，語句表STL 及功能塊圖 FBD，每種語言都有自己的特點。這是一種基于 Windows平臺的應用軟件，是西門子公司專為 SIMATIC 系列 S7— 200 PLC 研制開發(fā)的編程軟件，它可以使用通用的個人計算機作為圖形編輯器，用于在線或離線開發(fā)用戶程序，用于在線對 PLC 進行各種操作，并且可以在線實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 采用 PLC 技術(shù)改造的雨水利用自動控制系統(tǒng)完全符合雨水利用的控制特點，能夠滿足雨水罐中液位和氣壓罐中壓力的要求，可以把雨水利用自動的控制技術(shù)提高到了一個新的水平。因此可以采用 PLC 控制來代替雨水利用自動控制系統(tǒng)中使用繼電接觸控制而實現(xiàn)的所有邏輯控制，可以保持原有的操作方式、按鈕、開關(guān)、主令控制器的作用不變，以方便用戶使用，縮短適應期。 PLC 的輸入／輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過載保護措施，程序運行為循環(huán)掃描工作方式，且有故障檢測及診斷程序，可靠性極高。 PLC技術(shù)可以實現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力。 元件明細表如表 24。它是一個任務普通型接觸器，主要供遠距離接通與分斷交流 50HZ、電壓至 380V、電流至 150A 的線路之用，并適宜于控制交流電動機的起動及停止。它采用 YL雙值電容異步電動機和獨特設計的泵體組成；電動機為全封閉結(jié)構(gòu)，防護等級 IP44，絕緣等級 B 級，頻率 50赫茲，在 160240 伏均能 正常工作；電動機配有熱保護器，在電壓過低、機組卡死和超負荷工作時能自動停機，保護電動機不燒毀。線圈朝上 水平安裝，工作電壓 AC220V 50/60HZ 。 ①電磁閥選用 ZQDF25A 型。 安裝方式：側(cè)面安裝 ；工作電壓： DC 24V； 開關(guān)電流： 。 SL3002 型浮球液位開關(guān)體積輕巧，工作原理簡單，可靠性高。測量范圍在 060MPa，輸出信號為 420mA（兩線制），電源電壓 DC 24V，精度 級，本安 IAⅡ CT5，防爆 DⅡ CT5。 ①氣壓罐壓力傳感器選用 BEP2 型壓力變送器。 根據(jù)控制要求和圖 21所示，下面對外部元件的選擇做簡單的分析。 表 2— 1 PLC的具體配置 Tab21 The detailed hardware ponent table of PLC PLC 的 I/O編址 PLC 的輸入∕輸出（ I∕ O）編址如表 22所示。 CPU222 型主機單元具有 8 輸入 /6 輸出共計 14 個數(shù)字量 I/O 點，可以連接 2個 I/O 擴張單元，最大擴展至 78個數(shù)字量 I/O 點或 10 路模擬量 I/O，程序和數(shù)據(jù)存儲容量為 6KB。 PLC 的硬件配置設計 焦作大學機電系畢業(yè)設計 1 引言 7 由于 S7— 200 系列 PLC 在一個基板上最多設置 8 個單元模塊，而 PLC 電路共需要 6 個開關(guān)量輸入點、 2 個開關(guān)量輸出，為了考慮到今后的調(diào)整和擴展，一般應在估計的總點數(shù)上再加上 20％～ 30％的備用 ［ 3］ ，因此可以選用 CPU222 型主 機單元，不需要擴展單元模塊，就可以滿足要求。這種系列的 PLC 欲組成一個 PLC 控制系統(tǒng)，只需要在一個基板上插上主機單元模塊、輸入擴展單元模塊、輸出擴展單元模塊及其它需要的功能單元模塊，就可以構(gòu)成一個大規(guī)模綜合控制系統(tǒng)。德國西門子公司是全球著名的電氣公司，該公司最新推出的中等規(guī)模 PLC 產(chǎn)品是 S7— 200系列 [3][4]。這樣的控制規(guī)模不大，考慮到留以備用，可以選用一臺小型規(guī)模的 PLC 就能滿足控制要求。 PLC 的選型設計 PLC 電路主要有 PLC、各種傳感器、操作開關(guān)和低壓交流接觸器等組成。程序運行為周期性順序掃描和集中批處理的工作方式，且有故障檢測及診斷程序，可靠性極高 [1][2]。 PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過軟件編程來實現(xiàn)，柔性強，控制功能多，控制線路大大簡化。 小結(jié) 開發(fā)研制的此項新型雨水利用自動控制系統(tǒng)方案采用先進技術(shù)、抗干擾能力強、工作可靠性高、簡單易懂、容易掌握、操作維護方便、性能優(yōu)良、功能強大、自動化程度高，此項可以達到節(jié)約水源的需求，適合我國現(xiàn)在的國情，對我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及雨水利用自動控制系統(tǒng)的進步有著重要的現(xiàn)實意義和實用價值。指標要求： ① 雨水罐液位低于下液位檢測開關(guān)（ S4=0）時，出水泵 Y2 禁止動作； ② 雨水罐液位高于下液位檢測開關(guān)（ S4=1），而且氣 壓罐壓力低于設定值（ S1=0）時，出水泵 Y2啟動，氣壓罐壓力增加，直到壓力高于設定值（ S1=1）時，出水泵 Y2滯后 5 秒停止； ③ 雨水罐液位低于中液位檢測開關(guān)（ S3=0）時，進水閥 Y1 開啟，注入清水以補充雨水的不足； ④ 雨水罐液位高于上液位檢測開關(guān)（ S2=1）時，進水閥 Y1 關(guān)閉，停止注入清水； ⑤ 使用 MCGS 進行組態(tài)監(jiān)控。 本文設計的雨水利用自動控制系統(tǒng)具有技術(shù)先進工作可靠，簡單易懂，操作維護方便、性能優(yōu)良、功能強大，適合在我國城市的推廣和使用，對合理利用水資源、節(jié)約用水都有重大的現(xiàn)實意義和實用價值。以單位國民生產(chǎn)總值的耗水量及污水排放量計，我國要比發(fā)達國家高得多。 因此本文提出了基于 PLC 技術(shù)的一種雨水利用自動控制系統(tǒng)改造的研究課題。 PLC 技術(shù)特別適合于工業(yè)環(huán)境， 抗干擾能力強，可靠性高，性價比較高，簡單易懂，操作維護方便，能夠滿足工業(yè)的苛刻要求，具有很強的使用價值?，F(xiàn)在的電子產(chǎn)品價格低，使用方便可靠，并且智能化高，得到廣泛的利用。 課題的提出 雨水利用在西方發(fā)達國家早就得到應用，隨著我國城市水資源的緊缺也得到了認同。國際電工協(xié)會 (IEC)在 1992 年頒布了 IEC11313《可編程序控制器的編程軟件標準》，為各 PLC 廠家編程的標準化鋪平了道路。以 PC 機為基礎的控制容易編程和維護用戶的利益，開放的體系結(jié)構(gòu)提供靈活性，最終降