【正文】 .............. 9 3 液位控制系統(tǒng)的軟件設計 .............................................. 11 液位控制系統(tǒng)結構設計 ........................................... 11 液位控制系統(tǒng)的控制方案 .................................... 11 PLC 程序設計 ................................................... 12 固定頻率的設定 ........................................... 12 PLC 控制要求和策略 ........................................ 12 PLC 程序控制流程 .......................................... 12 STEP 7 編程過程 ........................................... 13 上位機組態(tài)軟件設計 ............................................. 16 “組態(tài)王”軟件界面 ....................................... 17 上位機組態(tài)畫面的創(chuàng)建 ..................................... 17 上位機組態(tài)軟件數(shù)據(jù)詞典的創(chuàng)建 ............................. 18 設置上位機通訊連接設備 ................................... 19 4 系統(tǒng)調試 ............................................................ 21 結論 .................................................................. 22 參考文獻 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。其應用范圍覆蓋石油、化工、制藥、生物、醫(yī)療、水利、電力、冶金、輕工、紡織、建材、核能、環(huán)境等許多領域，在國民經濟中占有極其重要的地位。在人們生活以及工業(yè)生產等諸多領域經常涉及到液位和流量的控制問題，液位控制系統(tǒng)已是一般工業(yè)界所不可缺少，例如居民生活用水的供應 , 飲料、食品加工 , 溶液過濾 , 化工生產等多種行業(yè)的生產加工過程 , 通常需要使用蓄液池 , 蓄液池中的液位需要維持合適的高度 , 既不能太滿溢出造成浪費 , 也不能過少而無法滿足需求。 隨著我國科學技術和經濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術不斷應用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢?？删幊炭刂破鳎?Programmable Logic Controller, PLC） 是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術而發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。 PLC 及過程控制技術的概述及發(fā)展 可編程控制器是計算機家族中的一員，是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發(fā)的產品，是為工業(yè)控制應用而設計制造的以微處理器為核心，把自動化技術、計算機技術和通訊技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，還可以進行算術運算和模擬量控制等，因此，美國電器制造協(xié)會（ NEMA）于 1980年正式將這種裝置命名為可編程控制器（ Programmable Controller），簡稱 PC。 PLC 實質是一種專門用于工業(yè)控制的計算機，所以 其硬件結構基本上與微型計算 機相同，主要由中央處理器（ CPU）、存儲器（ RAM、 ROM）、輸入輸出器件（ I/O 接口）、電源及編程設備幾大部分組成。 圖 11 PLC硬件結構框圖 PLC 作為一種專用于工業(yè)控制的計算機具有以下特點： 高可靠性 豐富的 I/O 接口模塊 采用模塊化結構 編程簡單易學 安裝簡單，維修方便 20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。目前 PLC 在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。 40 年代以后，工業(yè)生產過程自動化技術發(fā)展很快，尤 其是近些年來，在 IT 技術的帶動下，過程控制技術發(fā)展十分迅猛。生產的規(guī)模比較小，多用氣動儀表進行測量與控制，采用 ~ 的氣動信號作為統(tǒng)一標準信號，壓縮空氣為動力的氣動儀表實現(xiàn)就地的簡單控制。 2. 集中控制階段（ 20 世紀 60— 70 年代） 在 20 世紀的 60 年代，隨著工業(yè)生產規(guī)模不斷擴大，生產過程越來越復雜、產品質量要求越來越高，對過程控制技術提出了新的要求，迫切需要生產過程集中控制與管理。這時的過程控制系統(tǒng)大量采用單元組合儀表和組裝式儀表，生產過程實現(xiàn)了車間范圍和大型系統(tǒng)的集中監(jiān)控。特別式前饋控制、選擇控制的實現(xiàn)，使過程控制品質、安全性大為提高。 3. 集散控制階段（ 20 世紀 70 年代中期至今） 20 世紀 70 年代，隨著大規(guī)模集成電路出現(xiàn)及微處理器的問世，計算機的性價比和可靠性大為提高，采用了冗余技術和自診斷措施的工業(yè)計算機完全滿足工業(yè)控制對可靠性的要求，為新的過程 控制儀表、裝置與系統(tǒng)的設計開發(fā)提供了強有力的支持?；凇凹泄芾恚稚⒖刂啤崩砟?，在數(shù)字儀表和計算機與網(wǎng)絡技術基礎上開發(fā)的集散型控制系統(tǒng)（ DCS, Distributed Control System）在大型生產過程控制中得到廣泛應用。 到 20 世紀 90 年代以后，隨著測量儀表數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡化和集散型控制技 術 日益成熟、現(xiàn)場總線技術以及基于現(xiàn)場總線技術的網(wǎng)絡化分布式控制系統(tǒng)逐步推廣、使用，使過程控制系統(tǒng)的開放性、兼容性和現(xiàn)場儀表與裝置的智能化水平發(fā)生了質的飛躍。 本課題研究的內容與目的 液位自動控制系統(tǒng)中，主要是針對單容水箱液位控制系統(tǒng)的設計過程，涉及到液位的動態(tài)控制、控制系統(tǒng)的總體設計、 PLC 控制、 位式控制算法 、壓力變送器和 電磁閥 等 一系列的知識。通過以上的器件設備、 位式 控制算法和上位機的組態(tài)等，實現(xiàn)液位自動控制系統(tǒng)的設計。硬件的合理選用，對于整個課題的設計至關重要，既要合理、適合，也要經濟適用。 單容水箱的液位控制系統(tǒng)如下圖 21 所示。 SIMATIC S7300編程序控制器是模塊化結構設計。其 CPU 集成了過程控制功能，用于執(zhí)行用戶程序。若有 PROFIBUSDP 接口，就可建立一個 DP 網(wǎng)絡。簡單實用的分散式結構和多界 面網(wǎng)絡能力，使其應用十分靈活。其功能較S7200 要強大很多。所以， S7300是本次 設計中控制器的首選。 CPU 313C2 DP 帶集成數(shù)字量輸入 /輸出和 PROFIBUS DP 主站 /從站接口的緊湊型 CPU，帶有與過程相關的功能，可以完成具有特殊功能的任務，可以連接單獨的 I/O 設備。 相比之下， CPU 312C 適用于對處理能力 有較高要求的小型應用； CPU 313C 滿足對處理能力和響應時間要求較高的場合，但不帶主站 /從站接口； CPU 312 適用于全集成自動化的基本型 CPU 及中等處理速度的小規(guī)模應用； CPU 314 適用于中等處理量的應用；而 CPU 3152 DP、 CPU 3152 PN/DP、 CPU 3172DP、 CPU 3172 PN/DP及 CPU 3193 PN/DP，固然有較高的性能，可用于要求較高的應用，但對于本設計來說是不經濟的，也是不必要的。 圖 22 CPU 313C2DP 圖 23 SM334 模擬量輸入 /輸出模塊 模擬量 模塊（ SM）的確定 S7