【正文】 當(dāng)前液位壓力。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（PLC）的選型 PLC機(jī)型的選擇與特點(diǎn) 由于我們所學(xué)習(xí)的PLC機(jī)型都是三菱公司的ＦＸ系列，根據(jù)PLC外部接線圖的I/O狀況選擇FX2N48MR。由于可靠性是用戶選用的首位依據(jù)，因此，每個(gè)PLC生產(chǎn)廠都將可靠性作為第一指標(biāo)而加以研制，以單片機(jī)為核心，在硬件和軟件上采取大量的抗干擾措施，使PLC的平均無故障時(shí)間達(dá)到30萬小時(shí)以上，使用壽命更長。PLC具有邏輯判斷、計(jì)數(shù)、定時(shí)、步進(jìn)、跳轉(zhuǎn)、移位、記憶、四則運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等功能，可以實(shí)現(xiàn)順序控制、邏輯控制、位置控制和過程控制等。PLC采用與繼電器電路相似的梯形圖編程，比較直觀，易懂易編，深受電氣技術(shù)人員和電工的歡迎，容易推廣應(yīng)用。（4）使用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)。（6）采用積木式結(jié)構(gòu)或模塊式結(jié)構(gòu)，有較大靈活性和可擴(kuò)展性，擴(kuò)展靈活方便。PLC上有I/O指示燈，哪個(gè)I/O元件有故障，一目了然。 PLC的工作原理如下： （1）PLC的等效工作電路PLC是一種微機(jī)控制系統(tǒng)，其工作原理也與微機(jī)相同，但在應(yīng)用時(shí)，可不必用計(jì)算機(jī)的概念去做深入的了解，只需將它看成是由普通的繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位器等組成的裝置，從而把PLC等效成輸入、輸出和內(nèi)部控制電路三部分，①輸入部分這部分的作用是接受被控設(shè)備的信息或操作命令等外部輸入信息。每個(gè)端子可等效為一個(gè)內(nèi)部繼電器線圈，線圈號即輸入接點(diǎn)號，這個(gè)線圈由接收到的輸入端的外部信號來驅(qū)動，其驅(qū)動電源可由PLC的電源部件提供(如直流24V)，也可由獨(dú)立的交流電源(如交流110V)供給。②內(nèi)部控制電路這部分的作用是運(yùn)算和處理由輸入部分得到的信息，并判斷應(yīng)產(chǎn)生哪些輸出。PLC程序一般用梯形圖形式表示。 在PLC內(nèi)部還設(shè)有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位器、保持器、內(nèi)部輔助繼電器等，繼電器控制系統(tǒng)沒有的器件，它們的線圈及動合、動斷觸點(diǎn)只能在PLC內(nèi)部控制電路中使用，而不能與外部電路相連。在PLC內(nèi)部，有若干能與外部設(shè)備直接相連的輸出繼電器(有繼電器、雙向硅、晶體管三種形式)，它也有無限個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)的動合、動斷觸點(diǎn)，可在PLC內(nèi)部控制電路中使用；但對應(yīng)每一個(gè)輸出端只有一個(gè)硬件的動合觸點(diǎn)與之相連，用以驅(qū)動需要操作的外部負(fù)載；。 總之，在使用PLC時(shí)，可以把輸入端等效為一個(gè)繼電器線圈，其相應(yīng)的繼電器接點(diǎn)(動合或動斷)可在內(nèi)部控制電路中使用，而輸出端又以等效為內(nèi)部輸出繼電器的一個(gè)動合觸點(diǎn)，驅(qū)動外部設(shè)備。當(dāng)PLC加電后，首先進(jìn)行初始化處理，包括清除I/O及內(nèi)部輔助繼電器、復(fù)位所有定時(shí)器、檢查I/O單元的連接等。如出現(xiàn)異常情況，則通過自診斷給出故障信號，或自行進(jìn)行相應(yīng)的處理，這將有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)或提前預(yù)報(bào)系統(tǒng)的故障，提高系統(tǒng)的可靠性。 ②執(zhí)行外圍設(shè)備命令階段 當(dāng)有簡易編程器、圖形編程器、打印機(jī)等外部設(shè)備與PLC相連時(shí)，則PLC在每次循環(huán)時(shí)，都將執(zhí)行來自外部設(shè)備的命令。 ④輸入、輸出更新階段PLC的CPU在每個(gè)掃描周期進(jìn)行一次輸入來進(jìn)行輸出更新。這種對輸入、輸出狀態(tài)的集中處理過程，稱為批處理，這是PLC工作的特點(diǎn)。FX2N4AD的最大分辨率為8位。FX2N4AD在PLC擴(kuò)展母線上占用8個(gè)I/O點(diǎn)，8個(gè)I/O點(diǎn)可以分配給輸入或輸出。PLC和FX2N4AD、FX2N2DA這間的通信由光電耦合器保護(hù)。STOPRUN：一旦上位機(jī)PLC切換回到RUN模式，模擬輸出就恢復(fù)到由程序控制的正常狀態(tài)的數(shù)字值。（2） 輸入電壓輸入電流輸入模擬輸入范圍默認(rèn)狀態(tài)，0~10VDC輸入選擇了0~250范圍，如果需要其他電壓輸入，請重新調(diào)整偏置和增益。警告：輸入電壓+15V就可能損壞該模塊。數(shù)字分辨率8bit(位)最小信號分辨率40mV（0~10V/0~250依據(jù)輸入特性而變）60μA（4~20mA/0~250依據(jù)輸入特性而變）總精度177。處理時(shí)間TO指令處理時(shí)間2+FROM指令時(shí)間輸入特點(diǎn) 模塊不允許兩個(gè)通道有不同的輸入特性 A/D轉(zhuǎn)換（3）輸出電壓輸出電流輸出模擬輸出范圍默認(rèn)狀態(tài)，0~10VDC輸入選擇了0~250范圍，如果需要其他電壓輸入，請重新調(diào)整偏置和增益。4~20mA，外部負(fù)載：500Ω或更小。177。 D/A轉(zhuǎn)換性能 水泵選型水泵有很多種，從原理上可以分為氣壓泵，離心泵，軸流泵，混流泵，螺旋泵等。憑借活塞的運(yùn)動，制造出一個(gè)近似真空，外部大氣壓將水壓上來。離心泵的原理是離心現(xiàn)象，是依靠也葉輪葉片的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生離心的作用，將液體甩出。本課題將采用ISW系列臥式單級單吸離心泵，該泵是在吸收國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用國內(nèi)通用離心 泵之性能參數(shù)，自行研制開發(fā)的新一代節(jié)能、環(huán)保臥式離心泵。產(chǎn)品特點(diǎn)有：運(yùn)行平穩(wěn)：泵軸的絕對同心度及葉輪優(yōu)異的動靜平衡，保證平穩(wěn)運(yùn)行，絕無振動。噪音低：兩個(gè)低噪音軸承支撐下的水泵，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，除電機(jī)微弱聲響，基本無噪音。 維修方便：更換密封、軸承，簡易方便。它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，有許多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)電、容易實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有電動機(jī)的調(diào)速控制、可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制、實(shí)現(xiàn)速度的精確控制。完善的保護(hù)功能:變頻器保護(hù)功能很強(qiáng)，在運(yùn)行過程中能隨時(shí)檢測到各種故障，并顯示故障類別(如電網(wǎng)瞬時(shí)電壓降低，電網(wǎng)缺相，直流過電壓，功率模塊過熱，電機(jī)短路等)，并立即封鎖輸出電壓。本課題采用FRA540系列變頻器，~280KW。超低噪音運(yùn)行（采用柔性PWM方式）。操作簡單，有參數(shù)拷貝功能；參數(shù)組自選功能，用戶可自己選擇讀寫的參數(shù)組。 觸摸屏 觸摸屏的工作原理為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。其中矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已退出歷史舞臺。表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷，清晰抗暴，適于各種場合，缺憾是屏表面的水滴、塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍，甚至不工作。電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。該種觸摸屏適用于系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試階段?！》譃閮深悾阂活悶榻佑|式，包括單法蘭靜壓/雙法蘭差壓液位變送器，浮球式液位變送器，磁性液位變送器，投入式液位變送器，電動內(nèi)浮球液位變送器，電動浮筒液位變送器，電容式液位變送器，磁致伸縮液位變送器，侍服液位變送器等。 　　靜壓投入式液位變送器（液位計(jì)）適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。4～20mA、 0～5V、 0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。采用特種的中間帶有通氣導(dǎo)管的電纜及專門的密封技術(shù)，既保證了傳感器的水密性，又使得參考壓力腔與環(huán)境壓力相通，從而保證了測量的高精度和高穩(wěn)定性。 液位傳感器的工作原理用靜壓測量原理：當(dāng)液位變送器投入到被測液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為： Ρ = ρ . + Po式中：P ：變送器迎液面所受壓力，ρ：被測液體密度，g ：當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，Po ：液面上大氣壓 ，H ：變送器投入液體的深度。 　　 功能特點(diǎn)： （1） 穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達(dá) %FS 年。 　　 （2）具有反向保護(hù)、限流保護(hù)電路，在安裝時(shí)正負(fù)極接反不會損壞變送器，異常時(shí)送器會自動限流在 35MA 以內(nèi)。 （3）安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)耐用。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測流量范圍大。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。測量精度不受被測液體的黏度、密度及溫度等因素變化的影響，且測量管道中沒有任何阻礙液體流動的部件，所以幾乎沒有壓力損失。 在磁鐵N—S形成的均勻磁場中，垂直于磁場方向有一個(gè)直徑為D的管道。當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線，于是在和磁場及其流動方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如安裝一對電極，則電極間產(chǎn)生和流速成比例的感應(yīng)電勢E E=BDν (6．5)式中D——管道內(nèi)徑(m)； B——磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)； ν——液體在管道中的平均流速(m/s)。把感應(yīng)電勢放大接入顯示儀表，便可指示相應(yīng)的流量。它的原理通過控制對象的傳感器等檢測控制量(反饋量)，將其與目標(biāo)值(溫度、流量、壓力等設(shè)定值)進(jìn)行比較。也就是使反饋量與目標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。常見的PID控制器的控制形式主要有兩種： PID控制原理圖硬件型，即通用PID控制器，在使