歐姆龍PLC：水塔水位的控制的設(shè)計(jì)

1、摘要摘要設(shè)計(jì)安裝一臺(tái)控制水塔的供電泵電動(dòng)機(jī)的控制電路，使水塔水位保持在規(guī)定范圍內(nèi)。使其能自動(dòng)控制在規(guī)定水位線內(nèi)，并且可通過(guò) PLC 進(jìn)行自動(dòng)控制。水塔水位控制系統(tǒng)是我國(guó)住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng),傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點(diǎn),而自動(dòng)控制原理, 依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),保持水壓恒定以滿足用水要求, 從而提高了供水系統(tǒng)的質(zhì)量。而且成本低，安裝方便，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)證明，靈敏性好,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高，操作維修方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想裝置。安裝于水塔上的傳感器將水塔的水位轉(zhuǎn)化成 1-5 伏的電信號(hào)；電信號(hào)到達(dá) PLC 將

2、控制控制水泵的開(kāi)關(guān)。水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)由 PLC !核心控制部件高低位水箱的水位檢測(cè)電路高低水位信號(hào)傳送給 PLC 水泵電動(dòng)機(jī)控制電路 PLC 控制啟停及切換。水塔水位控制系統(tǒng)采用交流電壓檢測(cè)水位,在控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，若水槽水位低于水槽最低水位 S2 時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)，PLC 根據(jù)此信號(hào)打開(kāi)補(bǔ)水泵向水槽補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到水槽最高水位S4 時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)停止補(bǔ)水泵的工作，當(dāng)水塔水位達(dá)到最低水位 S2 時(shí)，液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 輸出，PLC 在收到信號(hào)后啟動(dòng)水泵向水塔加水，當(dāng)水塔水位達(dá)到最高水位 S1

3、 時(shí)傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)停止水泵的工作。因此需要變頻供水，恒壓供水, 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。目目 錄錄一一 概述概述.1二二 水塔供水自動(dòng)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)水塔供水自動(dòng)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).2設(shè)計(jì)方案 .2三三 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).21 水泵電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) .22 水位傳感器的選擇 .4四四 水位自動(dòng)控制系統(tǒng)水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的的組成組成.61、系統(tǒng)構(gòu)成及其控制要求 .62 系統(tǒng)框圖 .7五五 PLCPLC 的設(shè)的設(shè)計(jì)計(jì).81 可編程序控制器(PLC)簡(jiǎn)介 .82 PLC 工作原理.83 PLC 的編程語(yǔ)言-梯形圖.94 SYSMAC-C 系

4、列 P 型機(jī)概述.115 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .12六六 結(jié)束語(yǔ)（系統(tǒng)總結(jié)束語(yǔ)（系統(tǒng)總結(jié)結(jié)分析）分析）.171 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn).172 結(jié)束語(yǔ).17參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).19致致 謝謝.20 水塔供水自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水塔供水自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一一 概述概述水塔水位控制系統(tǒng)采用交流電壓檢測(cè)水位,在控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，若水槽水位低于水槽最低水位 S2 時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)，PLC 根據(jù)此信號(hào)打開(kāi)補(bǔ)水泵向水槽補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到水槽最高水位S4 時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)停止補(bǔ)水泵的工作，當(dāng)水塔水位達(dá)到最低水位 S2 時(shí)，液位傳感器將水位

5、信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 輸出，PLC 在收到信號(hào)后啟動(dòng)水泵向水塔加水，當(dāng)水塔水位達(dá)到最高水位 S1 時(shí)傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)停止水泵的工作。二二 水塔供水自動(dòng)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)水塔供水自動(dòng)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案PLC 和傳感器構(gòu)成的水塔水位恒定的控制系統(tǒng)原理。在控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，若水槽水位低于水槽最低水位時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)，PLC 根據(jù)此信號(hào)打開(kāi)補(bǔ)水泵向水槽補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到水槽最高水位時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC發(fā)出信號(hào)停止補(bǔ)水泵的工作，當(dāng)水塔水位達(dá)到最低水位時(shí)，液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC

6、輸出，PLC 在收到信號(hào)后啟動(dòng)水泵向水塔加水，當(dāng)水塔水位達(dá)到最高水位時(shí)傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)停止水泵的工作。本文主要闡述利用 PLC 和傳感器構(gòu)成的水塔水位恒定的控制系統(tǒng)。三三 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 1 水泵電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)水泵電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)給排水工程中常使用三相異步電動(dòng)機(jī)， 水泵上的電動(dòng)機(jī)一般都是單向旋轉(zhuǎn)有以下控制。在水塔水位檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)水位傳感器檢測(cè)實(shí)際水位的高度，當(dāng)水位低于最低水位時(shí)向 PLC 發(fā)出信息啟動(dòng)水泵，經(jīng)過(guò) 5 分鐘檢測(cè)水塔水位是否提高控制水泵的工作，當(dāng)水位達(dá)到最高水位時(shí)向 PLC 發(fā)出信息控制信息停止水泵工作

7、。供水系統(tǒng)的基本原理如圖 5.1 所示，水位閉環(huán)調(diào)節(jié)原理是：通過(guò)在水塔中的水位傳感器，將水位值變換為電流信號(hào)進(jìn)入 PLC，執(zhí)行較后程序，通過(guò)水泵的開(kāi)關(guān)對(duì)水塔中的水位進(jìn)行自動(dòng)控制。當(dāng) PLC 出現(xiàn)故障時(shí)，還有一套手動(dòng)控制來(lái)進(jìn)行對(duì)水塔水位控制。手動(dòng)控制采用交流接觸器。（圖 4-1 水泵電動(dòng)機(jī)控制圖）水泵啟動(dòng)工作：當(dāng)投入作為主電路電源開(kāi)關(guān)的配線切斷器 KM1 時(shí)，在收到 PLC 的啟動(dòng)水泵指令后，電磁線圈 KM2 中有電流流過(guò)，電磁接觸器 KM2運(yùn)行。當(dāng)電磁接觸器 KM2 運(yùn)行時(shí)，主電路的主觸點(diǎn) KM2 閉合，常閉觸點(diǎn)KM2-b 打開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn) KM2-m2 閉合，當(dāng)主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電源電壓施加到電動(dòng)

8、機(jī) M 上，開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)常閉觸點(diǎn) KM2-b 打開(kāi)時(shí)，綠燈 GN-L 中無(wú)電流流過(guò)，綠燈熄滅，當(dāng)常開(kāi)觸點(diǎn) KM2-m2 閉合時(shí)，紅燈 RD-L 中有電流流過(guò)，紅燈點(diǎn)亮。水泵停止工作：當(dāng)投入作為主電路電源開(kāi)關(guān)的配線切斷器 KM1 時(shí)，在收到 PLC 的停止水泵指令后，電磁線圈 KM2 中無(wú)電流流過(guò)，電磁接觸器 KM2恢復(fù)。當(dāng)電磁接觸器 KM2 恢復(fù)時(shí)，主電路的主觸點(diǎn) KM2 打開(kāi)，常閉觸點(diǎn)KM2-b 閉合，常開(kāi)觸點(diǎn) KM2-m2 打開(kāi)，當(dāng)主觸點(diǎn) KM2 打開(kāi)時(shí)，電源電壓施不再施加到電動(dòng)機(jī) M 上，電動(dòng)機(jī) M 停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)常閉觸點(diǎn) KM2-B 閉合時(shí)，綠燈 GN-L 中有電流流過(guò)，綠燈點(diǎn)亮，當(dāng)常開(kāi)

9、觸點(diǎn) KM2-m2 打開(kāi)時(shí)，紅燈 RD-L中無(wú)電流流過(guò)，紅燈熄滅。KM1： 配線切斷器是把開(kāi)閉機(jī)構(gòu)、后動(dòng)裝置等統(tǒng)一裝到絕緣容器內(nèi)的部件，它是利用操作手柄對(duì)通常使用狀態(tài)的電路進(jìn)行開(kāi)閉控制的。經(jīng)常應(yīng)用于電源電路的開(kāi)閉中，當(dāng)發(fā)生過(guò)載、短路等情況時(shí)自動(dòng)地切斷電路。KM2： 所謂電磁接觸器，就是應(yīng)用電磁鐵對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行開(kāi)閉控制的接觸器，主要用于電源電路的開(kāi)閉。電磁接觸器有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)構(gòu)成的觸點(diǎn)和電磁線圈與鐵心構(gòu)成的靠做電磁鐵部分組成。FR: 熱敏繼電器 是由加熱器部分和觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)部分組成的。當(dāng)夠電流流過(guò)加熱部分時(shí)，雙金屬片因?yàn)槭軣岫l(fā)生彎曲，因此觸點(diǎn)部分被打開(kāi)而使電路得到保護(hù)。2 2 水位傳感器的選擇

10、水位傳感器的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求所選傳感器要求在水面和水底都可以使用，且要考慮到對(duì)水質(zhì)的影響，所以選擇超聲波液位傳感器 U9ULS 系列的 U9ULS10/100 系列。U9ULS 系列超聲波液位傳感器開(kāi)關(guān)使用范圍非常廣。具有焊接的不銹鋼傳感器探頭，沒(méi)有縫隙不會(huì)泄露，另外沒(méi)有易損的活動(dòng)部件，它不會(huì)受溫度、壓力、密度和液體類型等參數(shù)的影響。在大多數(shù)情況下，電子設(shè)備放在鑄鋁的，NEMA 4/NEMA 7 防爆且防水的殼體中。U9ULS 具有以下特點(diǎn)：可應(yīng)用于多種液體中 可承受高達(dá) 1000psi 的壓力不受氣泡、蒸汽、雜質(zhì)后湍流等因素的影響。長(zhǎng)度達(dá) 121in(303.3cm)可安裝在側(cè)面、頂部或

11、底部工作原理：U9ULS 系列是給予超聲波理論工作的。當(dāng)超聲波在空氣中傳播時(shí)，會(huì)被嚴(yán)重衰減 相反地，如果在液體中傳播時(shí)，超聲波的傳播會(huì)被大大增強(qiáng)。電子控制單元發(fā)出一系列的電信號(hào)，傳感器將其轉(zhuǎn)化為超聲能量脈沖，并在被探測(cè)區(qū)內(nèi)傳播。當(dāng)另一端街道有效信號(hào)時(shí)，就發(fā)出數(shù)據(jù)有效的信號(hào)，表明有液體存在。這個(gè)信號(hào)輸送到繼電器，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)。 U9ULS100 系列產(chǎn)品具有性能優(yōu)異的傳感器探頭，可在溫度為300F 和壓力為 1000PSI 的情況下良好的工作。 U9ULS10 系列產(chǎn)品為更靠近池底，將頂端的探頭設(shè)計(jì)成缺口形狀?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)成小型，密封的結(jié)構(gòu)，可安裝在遠(yuǎn)程的控制地點(diǎn)。特點(diǎn)：10A 的繼電器輸出

12、115/230V AC，12V DC 或 24V DC 輸入高增益。無(wú)需效準(zhǔn)，工作溫度可達(dá) 300 長(zhǎng)度可達(dá) 151.5CM表 5.1 主要技術(shù)指標(biāo)輸入電壓115/230V AC，50/60HZ 或 12/24V DCU9ULS10 系列增益300：1U9ULS100 系列增益1000：1U9ULS10 系列輸出10 A DPDA 繼電器滅火兩線制，4mA-干；20 mA- 濕U9ULS100 系列輸出10 A DPDT 繼電器延時(shí)0.5s重復(fù)性2mm外殼NEMA 4/NEMA 7,防水防爆罩，環(huán)氧涂層，鑄鋁。四四 水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成1 1、系統(tǒng)構(gòu)成及其控制要求、系統(tǒng)

13、構(gòu)成及其控制要求 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)水塔水位的工作方式：S1: 水塔水位上限 當(dāng)水塔水位達(dá)到此位置時(shí)液位傳感器將向 PLC發(fā)出最高水位信號(hào)請(qǐng)求停止水泵工作S2: 水塔水位下限 當(dāng)水塔水位達(dá)到此位置說(shuō)液位傳感器將向 PLC發(fā)出最低水位信號(hào)請(qǐng)求開(kāi)啟水泵工作S3: 水槽水位上限 當(dāng)水塔水位達(dá)到此位置時(shí)液位傳感器將向 PLC發(fā)出最高水位信號(hào)請(qǐng)求停止水泵工作S4: 水槽水位下限 當(dāng)水塔水位達(dá)到此位置說(shuō)液位傳感器將向 PLC發(fā)出最低水位信號(hào)請(qǐng)求開(kāi)啟水泵工作M: 抽水泵 當(dāng)水塔水位達(dá)到最低水位時(shí) PLC 將開(kāi)到抽水泵向水塔供水Y: 補(bǔ)水泵 當(dāng)水槽水位達(dá)到最低水位時(shí) PLC 將開(kāi)到抽水泵

14、向水塔供水原理：在控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，若水槽水位低于水槽最低水位時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)，PLC 根據(jù)此信號(hào)打開(kāi)補(bǔ)水泵向水槽補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到水槽最高水位時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC發(fā)出信號(hào)停止補(bǔ)水泵的工作，當(dāng)水塔水位達(dá)到最低水位時(shí)，液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 輸出，PLC 在收到信號(hào)后啟動(dòng)水泵向水塔加水，當(dāng)水塔水位達(dá)到最高水位時(shí)傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 PLC 發(fā)出信號(hào)停止水泵的工作。2 2 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖如下圖整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)水位傳感器，一臺(tái) PLC 和一臺(tái)水泵以及若干部件組成。安裝于水塔上的傳感器將水塔的水位轉(zhuǎn)化成 1-5 伏

15、的電信號(hào)；電信號(hào)到達(dá) PLC 將控制控制水泵的開(kāi)關(guān)。水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)由 PLC 核心控制部件高低位水箱的水位檢測(cè)電路高低水位信號(hào)傳送給 PLC 水泵電動(dòng)機(jī)控制電路 PLC 控制啟停及主備切換。 （圖 5-2 系統(tǒng)組成框圖）在水塔水位檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)超聲波液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入 PLC 中，在通過(guò) PLC 控制水泵的啟動(dòng)或關(guān)閉。在系統(tǒng)運(yùn)行中當(dāng)水為低于最低值時(shí) PLC 將啟動(dòng)水泵向水塔中加水，當(dāng)水塔中的水達(dá)到最高值時(shí)PLC 使水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)即水泵停止向水塔供水。等到水塔水位再次達(dá)到控制最低水位時(shí) 系統(tǒng)再次重復(fù)這個(gè)過(guò)程。水塔水位檢測(cè)系統(tǒng)水塔水位的實(shí)際高度 PLC水泵五五 PLCPLC

16、的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)1 1 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)(PLC)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介可編程序控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱 PLC。所謂可編程序控制器，就是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它采用一種可編程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)并執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)操作的指令，通過(guò)數(shù)字量或模擬量的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。隨著 PLC 的發(fā)展，它不僅能完成編輯、運(yùn)算、控制，而且能實(shí)現(xiàn)模擬量、數(shù)字量的算術(shù)運(yùn)算。2 2 PLCPLC 工作原理工作原理PLC 的工作方式:采用循環(huán)掃描方式.在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),從內(nèi)

17、部處理,通信操作,程序輸入,程序執(zhí)行,程序輸出,一直循環(huán)掃描工作.PLCPLC 的工作過(guò)程的工作過(guò)程：PLC 的工作過(guò)程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過(guò)程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯，.然后順序向各個(gè)輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。除此之外，為提高工作的可靠性和及時(shí)的接收外來(lái)的控制命令，每個(gè)掃描周期還要進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器、計(jì)算機(jī)的通信。因此，PLC 工作過(guò)程分為以下五步:(1)自診斷自診斷功能可使 PLC 系統(tǒng)防患于未然，而在發(fā)生故障時(shí)能盡快的修復(fù)，為此 PLC 每次掃描用戶程序以前都對(duì) CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊等進(jìn)行故障診斷，若自診斷正常便繼續(xù)

18、進(jìn)行掃描，而一旦發(fā)現(xiàn)故障或異?，F(xiàn)象則轉(zhuǎn)入處理程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關(guān)閉全部輸出，然后停機(jī)并顯示出錯(cuò)的信息。(2)與外設(shè)通信自診斷正常后 PLC 即掃描編程器、上位機(jī)等通信接口，如有通信請(qǐng)求便響應(yīng)處理。在與編程器通信過(guò)程中，編程器把指令和修改參數(shù)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤碼進(jìn)行相應(yīng)指示，編程器還可以向主機(jī)發(fā)送運(yùn)行、停止、清內(nèi)存等監(jiān)控命令。在與上位機(jī)通信過(guò)程中 PLC 將接收上位機(jī)發(fā)出的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，把現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)、PLC 的內(nèi)部工作狀態(tài)、各種數(shù)值參數(shù)發(fā)送給上位機(jī)以及執(zhí)行啟動(dòng)、停機(jī)、修改參數(shù)等命令。(3)輸入現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài) 完成前兩步工作后 PLC 便掃描各個(gè)輸入點(diǎn)，讀入各點(diǎn)的狀

19、態(tài)和數(shù)據(jù)，如開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)、形成現(xiàn)場(chǎng)的內(nèi)存映象。這一過(guò)程也稱為輸入采樣或輸出刷新，在一個(gè)掃描周期內(nèi)內(nèi)存映象的內(nèi)容不變，即使外部實(shí)際開(kāi)關(guān)狀態(tài)己經(jīng)發(fā)生了變化也只能在下一個(gè)掃描過(guò)程中的輸入采樣時(shí)刷新，解算用戶邏輯所用的輸入值是該輸入值的內(nèi)存映象值而不是當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際值。(4)解算用戶邏輯即執(zhí)行用戶程序。一般是從用戶出現(xiàn)存儲(chǔ)器的最低地址存放的第一條程序開(kāi)始，在無(wú)跳轉(zhuǎn)的情況下按存儲(chǔ)器地址的遞增方向順序的掃描用戶程序，按用戶程序進(jìn)行邏輯判斷和算術(shù)運(yùn)算，因此稱之為解算用戶邏輯。解算過(guò)程中所用的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器，內(nèi)部繼電器等編程元件為相應(yīng)存儲(chǔ)單元的即時(shí)值，而輸入繼電器，輸出繼電器則用的是內(nèi)存映象值。在一個(gè)掃周期

20、內(nèi)，某個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)不管外部實(shí)際情況是否己經(jīng)變化，對(duì)整個(gè)用戶程序是一致的，不會(huì)造成結(jié)果混亂。(5)輸出結(jié)果將本次的掃描過(guò)程中解算最新結(jié)果送到輸出模塊取代前一次掃描解算的結(jié)果，也稱為輸出刷新。解算用戶邏輯到用戶程序?yàn)橹?，每一步所得到的輸出信?hào)被存入輸出信號(hào)寄存表并未發(fā)送到輸出模塊，相當(dāng)于輸出信號(hào)被輸出門(mén)阻隔，待全部解算完成后打開(kāi)輸出門(mén)一并輸出，所用輸出信號(hào)由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)用戶輸出設(shè)備即 PLC 的實(shí)際輸出。在依次完成上述五個(gè)步驟操作后 PLC 又開(kāi)始進(jìn)行下一次掃描。如此不斷的反復(fù)循環(huán)掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)全過(guò)程及設(shè)備的連續(xù)控制，直至接收到停止命令、停電、或出現(xiàn)故障。3 3

21、PLCPLC 的編程語(yǔ)言的編程語(yǔ)言-梯形圖梯形圖梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路圖，它簡(jiǎn)單，直觀，易讀，好懂，是 PLC 中普遍采用的一種編程方式。梯形圖中沿用了繼電器線路的一些圖形符號(hào)，這些圖形符號(hào)被稱為編程元件，每一個(gè)編程元件對(duì)應(yīng)有一個(gè)編號(hào)。不同廠家的 PLC，其編程元件的多少及編號(hào)方法不盡相同，但是基本的元件及功能很相近。梯形圖有如下特點(diǎn)。梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個(gè)繼電器為一個(gè)邏輯行，稱為梯形。每一個(gè)邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的各種聯(lián)接，最后是線圈，整個(gè)圖形呈梯形。梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器，因此稱為軟繼電器

22、，相應(yīng)的某位觸發(fā)器為真態(tài)，表示該繼電器通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。 梯形圖中的繼電器的線圈的定義是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器以外，還包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。梯形圖中，一般情況下某個(gè)編號(hào)的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器的觸點(diǎn)是可以被無(wú)限制的引用，既可是常開(kāi)觸點(diǎn)也可以是常閉觸點(diǎn)。梯形圖是 PLC 形象化的編程方式，其左右兩側(cè)的母線不接任何電源，因而圖中各個(gè)支路也沒(méi)有真實(shí)的電流通過(guò)，但是為了方便，常用有電流來(lái)形象的描述解算中滿足輸出線圈的動(dòng)作條件。所以僅僅是概念上的電流，而且認(rèn)為它只能從左向右流動(dòng)，層次的改變只能是先上后下。3.4 可編程序控制器 PLC 的優(yōu)點(diǎn)能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)

23、境，不要求空調(diào)，能抗電磁干擾與電壓沖擊。簡(jiǎn)單，易于使用，不必要求微機(jī)軟硬件方面的知識(shí)，編程不需要高級(jí)語(yǔ)言。可靠性高，平均故障間隔時(shí)間(MTBF)超過(guò) 20000 小時(shí)。編程或修改程序容易，程序可以保存和固化。體積小，價(jià)格低?？芍苯訉?shù)據(jù)送入處理器中，可直接連接到現(xiàn)場(chǎng)?？稍诨鞠到y(tǒng)上擴(kuò)展，系統(tǒng)容易配置，與負(fù)載最遠(yuǎn)距離可達(dá) 10000英尺，內(nèi)存可以擴(kuò)展。有很強(qiáng)的通訊功能，可與多種支持設(shè)備連接。系統(tǒng)化，有標(biāo)準(zhǔn)外圍接口模塊。系統(tǒng)在一種現(xiàn)場(chǎng)不需要時(shí)，仍可改在另一種現(xiàn)場(chǎng)上使用等一系列優(yōu)點(diǎn)。4 4 SYSMAC-CSYSMAC-C 系列系列 P P 型機(jī)概述型機(jī)概述 本原理圖是采用 CP20 實(shí)現(xiàn)的，基于原

24、理圖所用 I/O 接口點(diǎn)數(shù)較少，無(wú)需擴(kuò)展單元，快速響應(yīng)輸入點(diǎn)與外部中斷輸入點(diǎn)公用，實(shí)現(xiàn)單循環(huán)控制，不需要有可選擇輸入時(shí)間常數(shù)的過(guò)濾器，配置簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，可使用個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。 C20P 的通道分配：是指對(duì) PLC 內(nèi)的每個(gè)通道及每個(gè)繼電器都分配給一個(gè)地址號(hào)，以便 CPU 能夠識(shí)別。在 OMRON 公司 C 系列的 PLC 中，每個(gè)通道由16 位組成，或者說(shuō)在一個(gè)通道中包含 16 個(gè)“繼電器” 。 (1)輸入/輸出繼電器通道（I/O）的分配 P 型機(jī)的輸入/輸出繼電器通道（CH）分配是固定的，0004CH 是輸入繼電器通道，0509CH 是輸出繼電器通道，不同型號(hào)的 PLC 機(jī)的基本單

25、位和擴(kuò)展單位所能使用的通道號(hào)是不同的。 每個(gè)輸入/輸出繼電器的編號(hào)為四位十進(jìn)制數(shù)，前兩位表示通道號(hào)，后兩位表示位號(hào)，即該通道中的某一位。 對(duì) C20P 基本單元，輸入繼電器（輸入點(diǎn)）為 12 個(gè)，占用的輸入點(diǎn)是00CH 的 00000011；輸出繼電器（輸出點(diǎn)）共 8 個(gè)，占用的輸出點(diǎn)是 10CH 的10001007。 （2）內(nèi)部輔助繼電器（IR）通道的分配在 P 型機(jī)中共有 136 個(gè)內(nèi)部輔助繼電器，其通道號(hào)為 1018CH，占用的地址為10001807，注意，內(nèi)部輔助繼電器不能接負(fù)載。 (3)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器通道（TIM/CNT）在 P 型機(jī)中的定時(shí)器（TIM）,高速定時(shí)器（TIMH） ，計(jì)

26、數(shù)器（CNT） ，可逆計(jì)數(shù)器（CNTR）,共計(jì) 48 個(gè)，編號(hào)為 0047，它們即可用于定時(shí)器，用可用于計(jì)數(shù)器，但如果已經(jīng)用作定時(shí)器（如 TIM01） ，則這個(gè)編號(hào)就不能再用作計(jì)數(shù)器（如 CNT01） 。如果程序中使用高速計(jì)數(shù)器，則 TIM/CNT47 作為專用存放高速計(jì)數(shù)器當(dāng)前值的計(jì)數(shù)器，不能再作它用。 當(dāng)電源斷電時(shí)，定時(shí)器被復(fù)位，而計(jì)數(shù)器不能被復(fù)位，其計(jì)數(shù)的當(dāng)前值保持不變。5 5 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)確定 PLC 所需的各類繼電器，對(duì)各元件編號(hào)，如下表所示。表 6.1 輸入/輸出端口地址分配輸入輸出定時(shí)器名稱地址名稱地址名稱地址S11000M1003

27、4 秒延時(shí)TIM02S21001Y1002TIM00S31002產(chǎn)生 1 秒時(shí)鐘TIM01S410035.15.1 PLCPLC 的外部輸入輸出電路的外部輸入輸出電路 （圖 6-1PLC 的外部輸入輸出電路）S1: 水塔水位上限S2: 水塔水位下限S3: 水槽水位上限S4: 水槽水位下限M: 抽水泵Y: 補(bǔ)水泵高低高低開(kāi)始水槽水位補(bǔ)水泵停止補(bǔ)水泵啟動(dòng)水塔水位水泵啟動(dòng)水泵停止結(jié)束（圖 6-2 水塔水位系統(tǒng)流程圖）（）輸入 COM 端和電源連接輸入端和水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)輸入端連接（）輸出 COM 端串聯(lián)連接和電源連接（COMCOMCOMCOMCOMCOMCOMCOMCOM電源）輸出端（OUT 端

28、）和水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)０遢斎攵讼噙B（OUT O1Y，OUT O2M， ）5.25.2 分配：分配：輸入調(diào)試單元 PLC 內(nèi)部 說(shuō)明I000 00000 啟動(dòng)按鈕I001 S1 00001 水塔水位上限I002 S2 00002 水塔水位下限I003 S3 00003 水槽水位上限I004 S4 00004 水槽水位下限輸出調(diào)試單元 內(nèi)部 說(shuō)明001 010CH01 Y002 010CH02 M5.35.3 程序說(shuō)明程序說(shuō)明當(dāng)啟動(dòng)按鈕(IN I0)打開(kāi)，若水槽水位低于水位下限時(shí)時(shí)，補(bǔ)水閥（Y）抽水。若水槽水位高于水位上限時(shí)，補(bǔ)水閥（Y）關(guān)閉，停止抽水。同時(shí)，當(dāng)水塔水位低于水位下限時(shí)，并且

29、水槽水位高于水位下限時(shí)時(shí),抽水泵(M) 抽水(即 M 燈亮)。當(dāng)水塔水位高于水位上限時(shí)時(shí)，抽水泵(M)關(guān)閉，停止抽水。若水塔水位低于水位下限，水槽水位低于水槽水位下限時(shí),抽水泵（M）不抽水。5 5、4 4 梯形圖及語(yǔ)句表梯形圖及語(yǔ)句表 （圖 6-3 梯形圖）.5.5.5.5 指令語(yǔ)句表指令語(yǔ)句表六六 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)1 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)因采用 PLC 控制水泵電源開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了即使安全的完成操作。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置。因?qū)崿F(xiàn)水位自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力并是水塔的供水達(dá)

30、到及時(shí)、安全、準(zhǔn)確。2 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)現(xiàn)代傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和新工藝、新材料的發(fā)展為智能檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的奇跡。在工業(yè)、國(guó)防、科研等許多應(yīng)用領(lǐng)域，智能檢測(cè)系統(tǒng)正發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。檢測(cè)設(shè)備就像神經(jīng)和感官，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人們認(rèn)識(shí)自然、改造自然的有力工具。 本課題研究的主要內(nèi)容是“水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)”。水位控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如水塔、地下水、水電站等情況下的水位控制。而以往水位的檢測(cè)是由人工完成的，值班人員全天候地對(duì)水位的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用有線電話及時(shí)把水位變化情況報(bào)知主控室。然后主控室再開(kāi)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行給排水。很顯然上述重復(fù)性的工作無(wú)論從人員、時(shí)間和資金上都將造成很大的浪費(fèi)。同時(shí)也容易出差錯(cuò)。因此急需一種能自動(dòng)檢測(cè)水位，并根據(jù)水位變化的情況自動(dòng)調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，我所研究的就是這方面的課題。水位檢測(cè)可以有多種實(shí)現(xiàn)方法，如機(jī)械控制、邏輯電路控制、機(jī)電控制等。本設(shè)計(jì)采用傳感器檢測(cè)進(jìn)行主控制，在水池上安裝超聲波傳感器水位裝置。把測(cè)量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。 隨著科學(xué)技術(shù)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)控制供水技術(shù)在小區(qū)已普遍使用。用 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)了