基于PID的上水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計

1、過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計基于pid的上水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計一、課程設(shè)計任務(wù)書 1.設(shè)計內(nèi)容針對某廠的液位控制過程與要求實現(xiàn)模擬控制，其工藝過程如下：用泵作為原動力，把水從低液位池抽到高液位池，實現(xiàn)對高液位池液位高度的自動控制。具體設(shè)計內(nèi)容是利用西門子s7-200plc作為控制器，實現(xiàn)對單容水箱液位高度的定值控制，同時利用mcgs組態(tài)軟件建立單容水箱液位控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面，實現(xiàn)實時監(jiān)控的目的。2.設(shè)計要求1、以rtgk-2型過程控制實驗裝置中的單個水箱作為被控對象、plc作為控制器、靜壓式壓力表作為檢測元件、電動調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器構(gòu)成一個單容水箱單閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對水箱液位的恒值控制。2、plc控制

2、器采用pid算法，各項控制性能滿足要求：超調(diào)量20%，穩(wěn)態(tài)誤差0.1；調(diào)節(jié)時間ts120s；3、組態(tài)測控界面上，實時設(shè)定并顯示液位給定值、測量值及控制器輸出值；實時顯示液位給定值實時曲線、液位測量值實時曲線和pid輸出值實時曲線；4、選擇合適的整定方法確定pid參數(shù)，并能在組態(tài)測控界面上實時改變pid參數(shù)；5、通過s7-200plc編程軟件step7實現(xiàn)plc程序設(shè)計與調(diào)試；6、分析系統(tǒng)基本控制特性，并得出相應(yīng)的結(jié)論；7、設(shè)計完成后，提交打印設(shè)計報告。 3.參考資料1.邵裕森,戴先中主編.過程控制工程(第2版).北京:機械工業(yè)出版社.20032.崔亞嵩主編.過程控制實驗指導(dǎo)書（校內(nèi)）3.廖常初

3、主編.plc編程及應(yīng)用(第2版).北京:機械工業(yè)出版社.20074.吳作明主編.工業(yè)組態(tài)軟件與plc應(yīng)用技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.20074.設(shè)計進度（2010年12月27日至2011年1月9日） 時間設(shè)計內(nèi)容2010年12月27日 布置設(shè)計任務(wù)、查閱資料、進行硬件系統(tǒng)設(shè)計2010年12月28日2010年12月29日編制plc控制程序，并上機調(diào)試；2010年12月30日2010年12月31日利用mcgs組態(tài)軟件建立該系統(tǒng)的工程文件2011年1月2日2011年1月4日進行mcgs與plc的連接與調(diào)試進行pid參數(shù)整定2011年1月5日2011年1月6日系統(tǒng)運行調(diào)試，實現(xiàn)單容水箱液體定值

4、控制2011年1月7日2011年1月9日寫設(shè)計報告書5.設(shè)計時間及地點設(shè)計時間：周一周五，上午：8：0011：00下午：1：004：00設(shè)計地點：新實驗樓，過程控制實驗室（310） 電氣工程學(xué)院機房（320）二、評語及成績評分項目評分標(biāo)準(zhǔn)量化分?jǐn)?shù)1.獨立分析與解決問題的能力很強較強一般不能102組態(tài)界面設(shè)計、plc程序編制及系統(tǒng)調(diào)試界面程序硬件分析調(diào)試353.報告撰寫情況規(guī)范整潔邏輯雜亂有錯誤254.輔導(dǎo)答疑積極認(rèn)真應(yīng)付消極105.設(shè)計態(tài)度積極認(rèn)真應(yīng)付消極107.出勤全勤缺勤次數(shù)10附加評語量化總分課程設(shè)計成績：指導(dǎo)教師：過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計報告班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 撰寫日

5、期： 目錄 第一章緒論1第二章 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計32.1 mcgs組態(tài)軟件概述32.2 新建工程42.3 設(shè)備配置52.4新建畫面52.5 定義數(shù)據(jù)對象92.6設(shè)備連接122.7 控制面板的設(shè)計14第三章 plc設(shè)計183.1 plc概述183.2系統(tǒng)設(shè)計plc程序20第四章 課設(shè)總結(jié)25參考文獻26附錄27第一章 緒論可編程控制器(programmable controller)是計算機家族中的一員，是為 工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(programmable logic controller)，簡稱plc，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這

6、種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱pc。但是為了避免與個人計算機(personal computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱plc, plc自1966年出現(xiàn)，美國，日本，德國的可編程控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。”基于plc的液位控制系統(tǒng)可以很好的滿足工業(yè)中的液位控制系統(tǒng)的要求，為控制帶來便捷與準(zhǔn)確，在現(xiàn)在講求效率的社會里具有重要的實用價值。在以前的工業(yè)中，液位控制的實現(xiàn)方法莫過于人為的去看然后去調(diào)，或者通過固定的液位開關(guān)，當(dāng)液位達(dá)到一定的高度后液位開關(guān)自動閉合或斷開來控制液位的。隨著自動化不斷地發(fā)展，在工業(yè)中很多時候需要我們連續(xù)的去控制

7、液位，時刻的去觀察液位的高度，而且越來越多的時候需要在計算機上進行監(jiān)測液位和控制液位，這就是本設(shè)計的目的。液位是過程控制中的一項重要參數(shù)，他對生產(chǎn)的影響不容忽視。為了保證安全生產(chǎn)以及產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，對液位進行及時有效地控制是非常必要的。水箱液位控制是液位控制系統(tǒng)中的一個重要問題，它在工業(yè)過程中普遍存在，具有代表性而且非常典型實用1。plc在工業(yè)自動化中應(yīng)用的十分廣泛。pid控制經(jīng)過很長時間的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中重要的控制手段。本設(shè)計就是基于plc的pid算法對液位進行控制。plc經(jīng)傳感電路進行液位高度的采集，然后經(jīng)過自動調(diào)節(jié)方式來確定完pid參數(shù)后，通過控制直流泵的工作時間來實現(xiàn)液位的控制。

8、mcgs(監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是用于快速構(gòu)造上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)的監(jiān)測環(huán)節(jié)就是通過mcgs來設(shè)計的。這樣我們就可以通過組態(tài)畫面對液位高度和泵的起停情況進行監(jiān)測，而且可以對plc進行啟動、停止、液位高度設(shè)置等控制。整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定、簡單實用，mcgs與plc通信流暢。過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型plc都有pid模塊，目前許多小型plc也具有此功能模塊。pid處理一般是運行專用的pid子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有

9、非常廣泛的應(yīng)用。第二章 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計2.1 mcgs組態(tài)軟件概述mcgs(monitor and control generated system，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是一套基于windows95/98/nt操作系統(tǒng)(或更高版本)，用來可快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，它為用戶提供了從設(shè)備驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等解決實際工程問題的完整方案和操作工具。mcgs組態(tài)軟件具有多任務(wù)、多線程功能，其系統(tǒng)框架采用vc+語言編程，通過ole技術(shù)向用戶提供vb編程接口，提供豐富的設(shè)備驅(qū)動件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件，用戶可隨時方便地擴充系統(tǒng)的功能18。工程創(chuàng)建

10、的一般過程為：工程項目系統(tǒng)分析：分析工程項目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和監(jiān)控對象的特征，明確監(jiān)控要求和動畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實時數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動畫顯示的。 工程各項搭建框架：mcgs稱為建立新工程。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。經(jīng)過此步操作，即在mcgs組態(tài)環(huán)境中，建立了由五部分組成的工程結(jié)構(gòu)框架。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。設(shè)

11、計菜單基本體系：為了對系統(tǒng)運行的狀態(tài)及工作流程進行有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口內(nèi)編制菜單。編制菜單分兩步進行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實際需要，隨時對菜單的內(nèi)容進行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。制作動畫顯示畫面：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。前一部分類似于“畫畫”，用戶通過mcgs組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及動畫構(gòu)件庫，在用戶窗口內(nèi)“組合”成各種復(fù)雜的畫面。后一部分則設(shè)置圖形的動畫屬性，與實時數(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。編寫控制流程程序：在運行策略窗口內(nèi)，從策略構(gòu)件箱中，選擇

12、所需功能策略構(gòu)件，構(gòu)成各種功能模塊（稱為策略塊），由這些模塊實現(xiàn)各種人機交互操作。mcgs還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（稱之為“腳本程序”功能構(gòu)件），使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。完善菜單按鈕功能：包括對菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報表、報警信息輸出等功能；建立工程安全機制等。編寫程序調(diào)試工程：利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動畫顯示和控制流程是否正確。連接設(shè)備驅(qū)動程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。此項操作在設(shè)備窗口內(nèi)進行。在上位機工程的設(shè)計上，經(jīng)過對實際工程的分析，主要設(shè)

13、計的窗口是：液位控制，報警曲線直接加在其中。2.2 新建工程1鼠標(biāo)單擊文件菜單中“新建工程”選項，由于mcgs安裝在g盤根目錄下，則會在g：mcgswork下自動生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：“新建工程x.mcg”，其中x表示工程的序號。2選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。3在文件名一欄內(nèi)輸入“液位控制”，點擊保存按鈕，工程創(chuàng)建完畢。2.3 設(shè)備配置在組態(tài)界面中選擇新建的工程，雙擊進入組態(tài)王工程瀏覽器；選擇工程目錄區(qū)的設(shè)備中的com1，雙擊右邊的新建按鈕進入設(shè)備配置向?qū)?，選擇plc亞控仿真plccom,單擊下一步，為配置設(shè)備取名plc1，單擊下一步。選擇設(shè)備串口com1,

14、一直單擊下一步完成設(shè)備配置。2.4新建畫面在mcgs組態(tài)平臺上，單擊“用戶窗口”，在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，則產(chǎn)生新“窗口0”，見圖2-1選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設(shè)置”，將“窗口名稱”改為：液位控制；將“窗口標(biāo)題”改為：液位控制；在“窗口位置”中選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”，見圖2-2。圖2-1 新建窗口圖2-2 窗口屬性選中剛創(chuàng)建的“液位控制”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。圖形對象放置在用戶窗口中，是構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)圖形界面的最小單元，mcgs中的圖形對象包括圖元對象、圖符對象和動畫構(gòu)件三種類型，不同類型的圖形對象有不同的

15、屬性，所能完成的功能也各不相同。為了快速構(gòu)圖和組態(tài)，mcgs系統(tǒng)內(nèi)部提供了常用的圖元、圖符、動畫構(gòu)件對象，稱為系統(tǒng)圖形對象。如圖2-3所示： 圖2-3 mcgs工具箱建立文字框：打開工具箱，選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)椤笆帧毙危诖翱谌魏挝恢猛献髽?biāo)，拉出一個一定大小的矩形。輸入文字：建立矩形框后，光標(biāo)在其內(nèi)閃爍，可直接輸入“液位控制系統(tǒng)”文字，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點擊一下，文字輸入過程結(jié)束。如果用戶想改變矩形內(nèi)的文字，先選中文字標(biāo)簽，按回車鍵或空格鍵，光標(biāo)顯示在文字起始位置，即可進行文字的修改。設(shè)定文字框顏色：選中文字框，按工具條上的“填充色”按鈕，設(shè)定文字框的

16、背景顏色（設(shè)為白色）；按“線色”按鈕改變文字框的邊線顏色（設(shè)為沒有邊線）。設(shè)定的結(jié)果是，不顯示框圖，只顯示文字。設(shè)定文字的顏色：按“字符字體”按鈕改變文字字體和大小。按“字符顏色”按鈕，改變文字顏色（為藍(lán)色）。添加對象元件：單擊“工具”菜單，選中“對象元件庫管理”或單擊工具條中的“工具箱”按鈕，則打開動畫工具箱。從“對象元件庫管理”中的“儲藏罐”中選取中意的罐，按“確認(rèn)”，則所選中的罐在桌面的左上角，可以改變其大小及位置，如罐17、罐53。從“對象元件庫管理”中的“泵”中選取1個泵（泵40），見圖2-4所示。分別對泵、罐進行文字注釋，方法見上面做“液位控制系統(tǒng)”。流動的水是由mcgs動畫工具箱

17、中的“流動塊”構(gòu)件制作成的。選中工具箱內(nèi)的“流動塊”動畫構(gòu)件。移動鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置，（鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)槭中螤睿?，點擊一下鼠標(biāo)左鍵，移動鼠標(biāo)，在鼠標(biāo)光標(biāo)后形成一道虛線，拖動一定距離后，點擊鼠標(biāo)左鍵，生成一段流動塊。再拖動鼠標(biāo)（可沿原來方向，也可垂直原來方向），生成下一段流動塊。當(dāng)想需要結(jié)束繪制時，雙擊鼠標(biāo)左鍵即可。當(dāng)需要修改流動塊時，先選中流動塊（流動塊周圍出現(xiàn)選中標(biāo)志：白色小方塊），鼠標(biāo)指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動鼠標(biāo)，就可調(diào)整流動塊的形狀。在流動塊屬性設(shè)置中，流動塊顏色改為藍(lán)色，填充色設(shè)為淺藍(lán)色，管道寬度設(shè)為16，流動塊寬度設(shè)為10，流動塊長度設(shè)為6。圖2-4 元件管理圖庫2.5

18、定義數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。分析變量名稱：表2-1列出了樣例工程中與動畫和設(shè)備控制相關(guān)的變量名。表2-1 工程變量表變量名稱類 型注 釋水泵開關(guān)型控制水泵“啟動”、“停止”的變量液位一數(shù)值型液位控制罐的水位高度，用來控制液位控制罐的水位變化液位二數(shù)值型儲水罐的水位高度，用來控制儲水罐的水位變化液位組組對象用來液位報警時使用液位三數(shù)值型用來更改液位控制值時使用pid啟動開關(guān)型對下位機進行p

19、id啟動正常啟動開關(guān)型用來對下位機進行正常啟動鼠標(biāo)點擊工作臺的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁。按“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)變量列表中，增加新的數(shù)據(jù)變量，多次按該按鈕，則增加多個數(shù)據(jù)變量，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“data1”、“data2”、“data3”等。選中變量，按“對象屬性”按鈕或雙擊選中變量，則打開對象屬性設(shè)置窗口。以“液位一”變量為例。在基本屬性中，對象名稱為：液位一；對象類型為：數(shù)值；其它不變。在存盤屬性中,數(shù)據(jù)對象值的存盤選中定時存盤，存盤周期設(shè)為5秒。同樣的方法創(chuàng)建其它的變量。創(chuàng)建完組對象對象后，在組對象成員中選擇“液位一”，存盤屬性選擇定時100s 圖2-5

20、 變量創(chuàng)建圖2.6設(shè)備連接 設(shè)備連接是為了實現(xiàn)上位機和下位機之間的連接。在本系統(tǒng)中，設(shè)備連接實現(xiàn)的是下位機三菱fx1n型號的plc與液位控制工程之間的連接。本設(shè)計連接采用rs232協(xié)議。 在“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”進入，點擊工具條中的“工具箱” 圖標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，在設(shè)備管理窗口單擊“設(shè)備管理”，然后會出現(xiàn)如下的界面，然后將通用串口父設(shè)備和plc下的三菱fx系列編程口添加到右側(cè)界面，然后點確定。這時在設(shè)備管理下有這兩個設(shè)備。由于plc是外部設(shè)備，所以必須要加在通用串口父設(shè)備下，添加設(shè)備操作如圖2-6。然后設(shè)置父設(shè)備和plc的參數(shù)值，使其一致，這樣才能實現(xiàn)通訊。設(shè)定的參數(shù)如圖2-7所

21、示：圖2-6 設(shè)備添加圖2-7 設(shè)備通信設(shè)置 在上面的右圖設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性一欄，設(shè)置plc內(nèi)部與之相通信的通道，設(shè)置的值有x0、x1、y1、y2、y3、m4、m6、m7、d497、d500、d501，它們與數(shù)據(jù)對象中的變量對應(yīng)。其中這些量對應(yīng)的工程內(nèi)部的變量如圖2-8所示設(shè)置：圖2-8 變量設(shè)置這樣就完成了對設(shè)備的連接。這時plc中相應(yīng)的數(shù)據(jù)可傳到對應(yīng)的數(shù)據(jù)對像里。2.7 控制面板的設(shè)計控制面板是用來實現(xiàn)上位機對下位機的控制的。設(shè)計步驟如下：1在工具箱里選擇元件庫管理按鈕，然后在里面的“其他”這一類中選擇框圖，然后放在合適的位置。2在工具箱里拖出7個按鈕和一個輸入框，分別更名為啟動、pid啟動

22、、3個停止、退出系統(tǒng)、停止復(fù)位，輸入框為“更改液位值”。雙擊按鈕，在其中的操作屬性中依次作如下的修改：啟動、pid啟動、停止按鈕分別設(shè)置為：對數(shù)據(jù)對象值進行置一，數(shù)據(jù)量分別為data48，data49，data50。3個停止分別為對data48、data49清零和對data50置一，停止復(fù)位是對data50 清零?！巴顺鱿到y(tǒng)”按鈕則選擇退出運行系統(tǒng)項，如圖2-9所示。圖2-9 設(shè)置窗口3輸入框的設(shè)置是用來對d500寄存器進行寫入的，其中在左側(cè)進行一次文本操作，即注釋為“液位高度輸入框”。輸入框的屬性設(shè)置如圖2-10：圖2-10 輸入框?qū)傩栽O(shè)置4在按鈕下面設(shè)置三個文本區(qū)域，然后點擊顯示輸出項，則

23、會出現(xiàn)圖2-11，在表達(dá)式上填寫data11，輸出類型為字符串輸出，格式為向中對齊。同理在后面兩個文本區(qū)域進行相同操作，只不過表達(dá)式分別寫為data12、week11，然后在創(chuàng)建一個策略，此策略在后面會在講述。圖2-11 設(shè)置窗口第三章 plc設(shè)計3.1 plc概述早期的plc一般稱為可編程邏輯控制器。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使plc增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼

24、電器命名。此時的plc為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。這時的plc多少有點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、定時等。它在硬件上以準(zhǔn)計算機的形式出現(xiàn)，在i/o接口電路上作了改進以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。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。因此，早期的plc的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中plc特有的編程語言梯形圖一直沿用至

25、今。 中期的plc（70年代中期80年代中后期）：20世紀(jì)70年代中末期，微處理器的出現(xiàn)使plc發(fā)生了巨大的變化，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段。計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，美國，日本，德國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），使其功能發(fā)生了飛躍。這樣，使plc得功能大大增強。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程i/o模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，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)用范圍得以擴大。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處

26、理和傳送、通訊、自診斷等功能。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、pid功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。近期的plc（80年代中后期至今）：上世紀(jì)80年代至90年代中期，是plc發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的plc所采用

27、的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進一步提高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。這樣使得plc軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。在這時期，plc在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，plc逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的dcs系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程

28、控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了plc的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的cf系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的dkk及d系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的s系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的yz系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的plc生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，plc在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。3.2系統(tǒng)設(shè)計plc程序水位設(shè)定值顯示單元內(nèi)容(vd404)100pid0回路表的設(shè)定值單元(vd2004)水位測量值(vd4000)pid0回路表的測量值單元(vd2000)水位測量值(vd4000)100測量值顯示單元(vd400)自動方式：pid0回路表的輸出值單元內(nèi)容(vd2008) 變量存存器（vd5）自動方式：pid0回路表的輸出值單元內(nèi)容(vd2008) 輸出值顯示單元（vd408）0輸出值顯示單元0上水箱設(shè)定值顯示單元0上水箱測量值顯示單元設(shè)置使用0號pid回路，設(shè)