【正文】 2 The table of the I/O addresses of PLC PLC 的輸入∕輸出點(diǎn)分配 PLC 的輸入∕輸出具體分配如表 23所示 表 23 PLC的輸入 /輸出地址分配 Tab23 The detailed table of the input/output addresses of PLC 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 8 PLC 的輸入∕輸出電路設(shè)計 PLC 的輸入∕輸出電路如圖 21所示 圖 21 PLC電路主機(jī)單元 I/O接線圖 Fig21 The I/O diagram of the host unit of PLC 注釋：圖 21中， B1 為氣壓罐壓力傳感器， B2 為上液位傳感器， B3 為中液位傳感器， B4 為下液位傳感器， SB1為啟動按鈕， SB2 為停止按鈕， KV1 進(jìn)水閥， KM1焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 9 為水泵接觸器。 1. 外部輸入器件的選擇 由于外部輸入器件都采用開關(guān)量的輸入方式，因此在選型上不需要 A/D 轉(zhuǎn)換裝置。它可測液體、氣體等介質(zhì)。 ②液位傳感器采用 SL3002 型金屬浮球液位開關(guān)。工作原理：在密閉的非導(dǎo)性磁性管內(nèi)安裝有一個或多個干簧管，當(dāng)環(huán)形磁鐵靠近磁簧開關(guān)中心時，磁簧開關(guān)接點(diǎn) ON，反之磁鐵離開時磁簧管有 ON 變?yōu)?OFF。 ③按鈕開關(guān)采用 LA36 按鈕 適用于交流 50HZ 或 60HZ、 380V及以 下的電氣線路中 2. 外部輸出器件的選擇 外部輸出即為負(fù)載，它的選擇對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的影響，因此要選用安全、可靠的設(shè)備。工作壓差范圍為 0 至 ,最高使用壓力2MPa ； 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，只有三個活動零件，結(jié)構(gòu)簡單，故障小，維修方便。 ②水泵選用 YLB 系列單相離心水泵。 ③交流接觸器選用 CJ10 系列。安裝地點(diǎn)的污染等級為 3 級； 安裝類別（過電壓）為 III類。 表 24 元件明細(xì)表 Tab 24 Component detailed statements 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 10 雨水利用自動控制系統(tǒng)使用繼電接觸控制實(shí)現(xiàn) 邏輯控制．控制系統(tǒng)體積大、運(yùn)行噪音大、功耗高、接線復(fù)雜、故障率高、工作穩(wěn)定性和可靠性差、控制速度慢、控制精度差、功能改變難度大、使用壽命短，缺乏故障診斷功能，排查故障困難。 PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡化。 PLC 控制系統(tǒng) 為模塊化結(jié)構(gòu)，維護(hù)更換方便，并可顯示故障類型?？梢圆捎?PLC 技術(shù)設(shè)計信號通信電路，操作更簡便、可靠，指示更清晰 [6][7]。 3 雨水利用自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 發(fā)平臺和編程語言的選擇 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 11 軟件開發(fā)平臺 由于在上一章的硬件設(shè)計中已經(jīng)確定選擇德國西門子公司生產(chǎn)的 S7—200PLC． 其軟件開發(fā)平臺為 STEP7 Micro／ WIN32 編程軟件。 STEP7 Micro／ WIN32 編程軟件要求個人計算機(jī)操作系統(tǒng)為 Windows95 以上版本，硬件配置為： IBM486 以上兼容機(jī)．內(nèi)存 8MB 以上， VGA 顯示器，至少 50MB 以上硬盤空間，光驅(qū)，鼠標(biāo)， PC／ PPI 電纜 [8]。梯形圖 LAD 是在繼電接觸控制基礎(chǔ)上演變而來的，是一種圖形化的編程語言。 語句表 STL 類似于計算機(jī)的匯編語言，是 PLC 最基礎(chǔ)的編程語言。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。 本文編程確定選用梯形閣 LAD 編程語言，以便形象、直觀地反映所實(shí)現(xiàn)的邏輯關(guān)系。詳細(xì)功能如下： 、編輯、編譯和修改用戶程序，設(shè)置系統(tǒng)組態(tài)，并將其存儲于個人計算機(jī)中。 ，編輯器具有語法錯誤檢查功能，并在出錯處有標(biāo)志，焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 12 便于用戶修改錯誤。 PLC 的工作方式和運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)控 用戶程序的動態(tài)執(zhí)行情況。 主界面 啟動 STEP7Micro/WIN32 編程軟件后，其主界面如圖 31 所示，一般包括以下幾個區(qū)：主菜單（ 8 個主菜單項），工具欄（快捷按鈕），導(dǎo)引條（快捷操作窗口），指令樹（快捷操作窗口），輸出窗口和用戶窗口（可同時或分別打開圖中的 5 個用戶窗口）。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 13 項目文件來源有三個：新建一個項目、打開已有的項目和從 PLC 上載已有項目。圖 32 所示為一個新建程序的指令樹，系統(tǒng)默認(rèn)初始設(shè)置如圖所示。 圖 32 新建程序結(jié)構(gòu) Fig 32 Lately set up procedure structure ②打開已有文件項目 打開磁盤已有的文件項目，可單擊菜單“文件”中的“打開”項，在彈出的對話框中選擇打開已有的文件。 利用 STEP7Micro/WIN32 編程軟件編輯和修改控制程序是設(shè)計的一項重要工作，本節(jié)介紹梯形圖編輯器的編輯操作。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 14 圖 33 梯形圖的編輯界面 Fig 33 The editor interface of trapezoid digresses 梯形圖的編輯按鈕如圖 34所示， 圖 35為順序輸入梯形圖元件。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 15 圖 36 主程序控制流程圖 Fig 36 The control flow chart of the main program 雨水利用自動控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計 根據(jù)上面所示的流程圖，控制程序的梯形圖如下圖 37 所示。 PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡化。 STEP7 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 17 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(diǎn)。編程人員幾乎不必具備計算機(jī)的基礎(chǔ)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(chǔ)，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(yīng)用最廣。它特別適合于熟悉計算機(jī)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(shí)現(xiàn)的程序，程序執(zhí)行速度最快 [9][10]。這種編程語言適合于那些熟悉數(shù)字電子電路的人員。 4 系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計 MCGS 組態(tài)軟件簡介 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于 Windows 平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2021 等操作系統(tǒng)。 MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 [12]。 。 。主要內(nèi)容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫，設(shè)定動畫刷新的周期。封面窗口和啟動窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。為了對系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)及工作流程進(jìn)行有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口內(nèi)編制菜單。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時對菜單的內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。動畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計和動態(tài)屬性設(shè)置兩個過程。后一部分則設(shè)置圖形的動畫屬性，與實(shí)時數(shù)據(jù)庫中定義的變 量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。在運(yùn)行策略窗口內(nèi)，從策略構(gòu)件箱中，選擇所需功能策略構(gòu)件，構(gòu)成各種功能模塊（稱為策略塊），由這些模塊實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作。 。 。 。此項操作在設(shè)備窗口內(nèi)進(jìn)行。最后測試工程各部分的工作情況，完成整個工程的組態(tài)工作，實(shí)施工程交接。在實(shí)際組態(tài)中，有些焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 19 過程是交織在一起進(jìn)行的，用戶可根據(jù)工程的實(shí)際需要和自己的習(xí)慣，調(diào)整步驟的先后順序，而并沒有嚴(yán)格的限制與規(guī)定。 圖 41 MCGS 組態(tài)環(huán)境 Fig 41 The MCGS set Tai environment 在菜單 “ 文件 ” 中選擇 “ 新建工程 ” 菜單項， 如下圖 42所示， 如果 MCGS 安裝在 D：根目錄下，則會在 D： \MCGS\WORK\下自動生成新建工程，默認(rèn)的工程名為新建工程 (X 表示新建工程的順序號，如： 0、 2 等 )。 如下圖 43 所示，單擊“保存”按鈕，工程建立完畢。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實(shí)時數(shù)據(jù)庫的過程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過程。 變量分配即數(shù)據(jù)對象定義前需對系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量。 表 41 變量分配 Tab 41 The changes to measure an allotment 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 21 ①單擊工作臺中的“實(shí)時數(shù)據(jù)庫”選項卡，進(jìn)入“實(shí)時數(shù)據(jù)庫”窗口頁，如圖 44 所示。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對象。 圖 44實(shí)時數(shù)據(jù)庫 Fig 44 Solid hour database ②單擊工作臺右側(cè)“新增對象 ” 按鈕，在數(shù)據(jù)對象列表中立刻出現(xiàn)了一個新的數(shù)據(jù)對象，如圖 45 所示。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計 1 引言 22 圖 46 數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置 Fig 46 Data object the attribute esta