【正文】 算機(jī)系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上，除采用工業(yè)PC機(jī)外，系統(tǒng)大量采用各種成熟通用的I/O接口設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，基本不再需要單獨(dú)進(jìn)行具體電路設(shè)計(jì)。二．組態(tài)軟件的介紹 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。根據(jù)用戶用水量的大小來控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。一．本論文研究的背景雙儲(chǔ)液罐水位控制系統(tǒng)介紹被控對(duì)象由上、下兩個(gè)儲(chǔ)液罐組成，上、下水位和溫度分辨經(jīng)2個(gè)壓力變送器和溫度變送器檢測(cè)后。組態(tài)控制技術(shù)作為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其先進(jìn)性和實(shí)用性已經(jīng)被工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的廣大技術(shù)人員認(rèn)可并得到廣泛應(yīng)用。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對(duì)象一旦有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長(zhǎng)；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原來的編程人員因工作變動(dòng)而離去時(shí)，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示，使水位保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩６粰z測(cè)可以有多種實(shí)現(xiàn)方法，如機(jī)械控制，邏輯電路控制，機(jī)電控制等，本文采用PLC進(jìn)行主控制，在水箱上安裝一個(gè)自動(dòng)測(cè)水位裝置。 目 錄摘要................................................................2前言 3第1章 可編程控制器 5 什么是可編程控制器 6 PLC的發(fā)展 8 PLC的基本結(jié)構(gòu) 9 PLC的控制原理 14 PLC的特點(diǎn) 16第2章 水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì) 17 水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 18 水塔水位控制系統(tǒng)主電路及控制電路 19 硬件連接 20 PCL818L I/O接口卡的安裝.. ..............................21第3章 水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì) 22 程序流程圖 22 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過程分析 23 工作過程 24 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 26第4章 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì) 27 組態(tài)軟件概述 28 建立MCGS組態(tài)畫面 30 MCGS組態(tài)畫面 30 畫面演示 30總結(jié) 34致 謝 36參考文獻(xiàn)......................................................... .37基于PLC和MCGS的水塔水位的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[摘 要]在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量控制。水位控制在日常生活中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，比如水塔地下水，水電站等情況下的水位控制。利用水的導(dǎo)電性連續(xù)的全天候的測(cè)量水位的變化，把測(cè)量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，主控臺(tái)應(yīng)用MCGS組態(tài)軟件對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成相應(yīng)的水位顯示故障報(bào)警信息顯示。 前 言隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。通用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。組態(tài)軟件適用于許多工業(yè)領(lǐng)域，因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大而倍受青睞。通過安裝在出水管網(wǎng)上的遠(yuǎn)傳壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為420mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PLC，經(jīng)PID運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使系統(tǒng)的供水管網(wǎng)壓力保持在給定壓力上；當(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過PLC控制器加泵。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以壓力設(shè)定值為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。這不僅節(jié)約了硬件開發(fā)時(shí)間，更提高了工控系統(tǒng)的可靠性。 工控組態(tài)軟件集成了圖形技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，使控制系統(tǒng)開發(fā)人員不必依靠某種具體的計(jì)算機(jī)語言，只需通過可視化的組態(tài)方式，就可完成監(jiān)控程序設(shè)計(jì)，降低了監(jiān)控程序開發(fā)的難度。同時(shí)，支持的硬件類型也十分廣泛[1]。工控組態(tài)軟件的功能包括數(shù)據(jù)庫生成、歷史庫生成、圖形生成、報(bào)表生成、順序控制功能、連續(xù)調(diào)節(jié)功能。第1章 可編程控制器 什么是可編程控制器可編程控制器（Programmable Controller）,也稱可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），是以微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用裝置，是計(jì)算機(jī)家族的一名成員，簡(jiǎn)稱PC，為了避免與個(gè)人電腦（也簡(jiǎn)稱為PC）相混淆，通常將可編程控制器簡(jiǎn)稱為PLC。繼電器—接觸器控制已有上百年的歷史，它是一種用弱電信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路直觀、價(jià)格低廉、容易操作、易于維修的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于工作模式固定、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合非常適用，至今仍有廣泛的用途。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日益縮短，工業(yè)生產(chǎn)從大批量、少品種向小批量、多品種轉(zhuǎn)換，繼電器—接觸器控制難以滿足市場(chǎng)需要，此問題首先被美國(guó)通用汽車公司（GM公司）提了出來。其對(duì)新裝置性能提出的要求就是著名的GM10條，即編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序?？煽啃愿哂诶^電器控制柜?？蓪?shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)。輸入可以是交流115V。在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更。這十項(xiàng)指標(biāo)就是現(xiàn)代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通計(jì)算機(jī)，它與有關(guān)的外部設(shè)備，按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一體”和“便于擴(kuò)充功能”的原則來設(shè)計(jì)。這樣，工作人員不必在編程上發(fā)費(fèi)大量的精力，只需集中精力去考慮如何操作并發(fā)揮該裝置的功能即可，輸入、輸出電平與市電接口，是控制系統(tǒng)可方便地在需要的地方運(yùn)行。1969年，第一臺(tái)可編程控制器PDP14由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。PLC進(jìn)入90年代后，工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎全被PLC占領(lǐng)。我國(guó)在80年代初才開始使用PLC，目前從國(guó)外引進(jìn)的PLC使用較為普遍的有日本OMRON公司C系列、三菱公司F系列、美國(guó)GE公司GE系列和德國(guó)西門子公司S系列等。計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通行能力上的飛速發(fā)展，大大增強(qiáng)了可編程控制器通信能力，豐富了可編程控制器編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了PLC過程控制能力。 在改革開放最初幾年，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)還處于手動(dòng)操作階段，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)力浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)發(fā)展緩慢。我國(guó)正處于工業(yè)發(fā)展階段，工業(yè)生產(chǎn)水平急需提高，推廣和普及可編程控制器的使用技術(shù)對(duì)提高我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平及生產(chǎn)效率都有十分重要的意義。這時(shí)的PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖11所示：一、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。PLC常用的存儲(chǔ)器類型RAM （Random Assess Memory）EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的