【正文】 19 PID應(yīng)用 20 PLC實(shí)現(xiàn)PID控制的方式 20 PLC PID控制器的實(shí)現(xiàn) 21 PID指令及回路表 23第5章　系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) 24 可編程控制器的選型 24 EM235模擬量模塊 25 EM235的安裝使用 27 EM235的工作程序編制 27 硬件連接圖 28 控制系統(tǒng)I/O地址分配 28第6章 系統(tǒng)軟件應(yīng)用設(shè)計(jì) 29 水位PID控制的邏輯設(shè)計(jì) 29 梯形圖編程 33 控制程序 33 聯(lián)機(jī) 33第7章 結(jié) 論 35 35 35致 謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄 38第1章 引 言在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、和開(kāi)關(guān)量等都是常用的主要被控參數(shù)。specific information, if the water level lower or higher than a set value, we will send the hazard warning signal.Siemens PLC S7200 programmable controller as a series of small water tower water level automatic control system core, the water level of the tower the functions of automatic control system of the requirement analysis.Water level control applications in everyday life are very wide, such as water towers, groundwater, hydropower and other water level control case.本文以一個(gè)水塔水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，給出了基于PLC水塔水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好實(shí)現(xiàn)的具體過(guò)程。然而隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)，人們生活用水的增加，以往采用的繼電器水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)由于頻繁操作會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損，不方便維護(hù)和更新，已經(jīng)不能滿足人們的實(shí)際需求，本文采用的是西門子S7200系列小型PLC可編程控制器作為水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)核心，對(duì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行性進(jìn)行了需求分析。工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于PLC的水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量和控制。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。主要實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)傳感器檢測(cè)水塔水位的實(shí)際水位，將水位具體信息傳至PLC構(gòu)成的控制模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，來(lái)控制抽水電機(jī)的動(dòng)作，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，顯示水位具體信息，如果水位低于或高于某個(gè)設(shè)定值是，就會(huì)發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警的信號(hào)。關(guān)鍵詞： 水位控制，西門子S7200 ，傳感器ABSTRACTBased on PLC towers water level control system designIn the industrial and agricultural production process, often need to measure and control thewater level.But with the growing world population, it is the increase in water, relay towers used in the past, the water level automatic control system operation due to the frequent cause mechanical wear, convenient maintenance and updating can no longer meet the actual needs of the people, the paper usedMain achieved is through the actual water level sensor detects the water tower, specific information will be transmitted to the water level control module consisting of PLC, the A / D conversion, to pare data, to control the pumping action of the motor, while data reduction, the indicated levelIn this paper, a water tank level control system design process, the water tower level control system based on PLC design a good implementation of the specific process.其中，水位控制越來(lái)越重要。一旦斷了水，輕則給人民生活帶來(lái)極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失。任何時(shí)候都能提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓、合格的水質(zhì)是對(duì)給水系統(tǒng)提出的基本要求。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺點(diǎn)。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前水位控制的方式被PLC控制取代。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應(yīng)用中，常常會(huì)需要對(duì)容器中的液位（水位）進(jìn)行自動(dòng)控制。雖然各種水位控制的技術(shù)要求不同，精度不同。特別是在實(shí)際操作系統(tǒng)中，穩(wěn)定、可靠是控制系統(tǒng)的基本要求。采用PLC和PID技術(shù)能很好的解決以上問(wèn)題，使水位控制在要求的位置。通過(guò)對(duì)變頻器內(nèi)置PID模塊參數(shù)的預(yù)置，利用遠(yuǎn)傳液位傳感器反饋量，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)用水量的變化，采取PID調(diào)節(jié)方式，在全流量范圍內(nèi)利用輸入液體控制閥連續(xù)調(diào)節(jié)和輸出控制閥分級(jí)調(diào)節(jié)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水塔供水且有效節(jié)能。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性。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，大大加強(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(guò)程控制能力?？删幊炭刂破?Programmable Controller)也可稱邏輯控制器(Programmable Logic Controller),是一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?？删幊炭刂破鞯漠a(chǎn)生和繼電器—接觸器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。對(duì)于工作模式固定、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合非常使用，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)的激烈，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)要求，此問(wèn)題首先被美國(guó)通用汽車公司（GM公司）提了出來(lái)。其對(duì)新裝置性能提出的要求就是著名的GM10條，即:1. 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；2. 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；3. 可靠性高于繼電器控制裝置；4. 體積小于繼電器控制裝置；5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；6. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；7. 輸入可以是交流115V；8. 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；9. 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。用可編程控制器代替了繼電器—接觸器的控制，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制功能，并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性等有點(diǎn)，用程序代替硬接線，并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，用程序代替硬接線，減少了重新設(shè)計(jì)，重新接線的工作，此種控制器借鑒計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言，利用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，其標(biāo)志性語(yǔ)言是極易為IT電器人員掌握的梯形圖語(yǔ)言，使得部熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路不斷出現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷進(jìn)步，PLC迅速發(fā)展。國(guó)外專家預(yù)言，PLC技術(shù)將在工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAC/CAM）種躍居首位。 PLC的發(fā)展雖然PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三各階段：早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。它在硬件上 以計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指示，能重復(fù)使用等。在七十年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。這樣，使PLC的功能大大增強(qiáng)。再硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量快、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。進(jìn)入八十年代中、后期，由于插大規(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，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。這樣使得PLC軟、硬功能發(fā)生了巨大變化。21 PLC硬件結(jié)構(gòu) 中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC控制中樞。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(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，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。進(jìn)一步提高PLC可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU表決式系統(tǒng)。[2] 存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。PLC常用存儲(chǔ)器類型（1）RAM （Random Assess Memory） 這是一種讀/寫存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。[3]PLC存儲(chǔ)空間分配各種PLCCPU最大尋址空間各不相同，PLC工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)（2）系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）（3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū)[4]系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。由制造廠商將其固化EPROM中，用戶不能直接存取。系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元(R