PLC水塔液位自動(dòng)控制系統(tǒng)

1、I畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于PLC的水塔液位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：上松學(xué)號(hào)：年月日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)姓名王松專業(yè)班級(jí)電氣自動(dòng)化對(duì)口1班任務(wù)下達(dá)日期年月日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期年月日設(shè)計(jì)（論文）完成日期年月日設(shè)計(jì)（論文）題目：基于PLC的水塔液位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師系（部）主任平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)、學(xué)生王松于年月日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。設(shè)計(jì)題目：基于PLC的水塔液位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題（論文）題目：指導(dǎo)老師：答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，

2、給予學(xué)生王松畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì)人，出席人答辯委員會(huì)主任（簽字）：答辯委員會(huì)副主任（簽字）：答辯委員成員：）平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)第頁(yè)共頁(yè)學(xué)生姓名：王松專業(yè)班級(jí)電氣自動(dòng)化對(duì)口1班年級(jí)11級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于PLC的水塔液位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)閱人：指導(dǎo)教師：（簽字）年月日成績(jī)：系（科）主任：（簽字）年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)：隨著科技的發(fā)展，無(wú)論在日常生活中，還是在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，PLC具有廣泛的應(yīng)用.PLC的一般特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高、編程簡(jiǎn)單方便、使用方便、維護(hù)方便、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是：高功能

3、、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。本水塔水位控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，具備開(kāi)啟和全部停止功能，這是一種PLC控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。應(yīng)用此控制系統(tǒng)能顯著提高勞動(dòng)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度?！娟P(guān)鍵詞】：PLC;自動(dòng)控制；水塔液位目錄第一章概述31.1 課題設(shè)計(jì)背景31.2 課題設(shè)計(jì)意義31.3 課題設(shè)計(jì)任務(wù)4第二章設(shè)計(jì)方案分析與確定52.1 單片機(jī)控制52.2 繼電器控制52.3 可編程邏輯控制器控制52.4 控制方案確定6第三章硬件設(shè)計(jì)93.1 水塔水位控制系統(tǒng)裝置93.2 水塔水位控制系統(tǒng)硬件選擇93.3 水塔水位控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)103.4 I/O接口分配11第四章軟件

4、設(shè)計(jì)134.1 程序流程圖134.2 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析144.3 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖15結(jié)論18致謝19附錄20第一章概述1.1 課題設(shè)計(jì)背景在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、液位、流量、和開(kāi)關(guān)量等都是常用的主要被控參數(shù)。其中，水位控制越來(lái)越重要。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，水在人們正常生活和生產(chǎn)中起著越來(lái)越重要的作用。一旦斷了水，輕則給人民生活帶來(lái)極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失。因此給水工程往往成為高層建筑或工礦企業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。任何時(shí)候都能提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓、合格的水質(zhì)是對(duì)給水系統(tǒng)提出的基本要求。就目前而言，多數(shù)工業(yè)、生活供水系統(tǒng)都采用水塔

5、、層頂水箱等作為基本儲(chǔ)水設(shè)備，由一級(jí)或二級(jí)水泵從地下市政水管補(bǔ)給。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大、可靠性差等缺點(diǎn)。不利于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活應(yīng)用中，常常會(huì)需要對(duì)容器中的液位（水位）進(jìn)行自動(dòng)控制。比如自動(dòng)控制水塔、水池、水槽、鍋爐等容器中的蓄水量，生活中抽水馬桶的自動(dòng)補(bǔ)水控制、自動(dòng)電熱水器、電開(kāi)水機(jī)的自動(dòng)進(jìn)水控制等。雖然各種水位控制的技術(shù)要求不同，精度不同。但其原理都大同小異。特別是在實(shí)際操作系統(tǒng)中，穩(wěn)定、可靠是控制系統(tǒng)的基本要求。因此如何設(shè)計(jì)一個(gè)精度高、穩(wěn)定性好的水位控制系統(tǒng)就顯得日益重要。1.2 課題設(shè)計(jì)意義隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在我國(guó)的日新月異，繼電器控制

6、系統(tǒng)已跟不上時(shí)代的發(fā)展要求，取而代之的是可編程控制器，以PLC構(gòu)成的自動(dòng)控制水塔系統(tǒng)已在住宅小區(qū)中廣泛應(yīng)用?？删幊炭刂破魇窃诶^電器控制的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心，集微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，以工業(yè)自動(dòng)化控制為目標(biāo)的新型控制裝置，目前已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為各行業(yè)的通用控制核心產(chǎn)品。正在向更加可靠、操作簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、價(jià)格低廉的方向發(fā)展，使自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)起來(lái)更容易。在一般住宅或大樓頂樓常設(shè)置水塔或水箱以提供充足的水壓供用戶使用，另備有地下水槽儲(chǔ)存自來(lái)水公司提供的水源并給頂樓水塔進(jìn)水使用。由于當(dāng)前可編程序控制器（PLC）技術(shù)已日趨成熟

7、，因而考慮利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)水塔/水箱供水控制。1.3 課題設(shè)計(jì)任務(wù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容是應(yīng)用S7-200PLC控制水塔水位系統(tǒng)的硬件電路，并利用OB1的梯形圖控制程序設(shè)計(jì)。通過(guò)控制S7-200PLC的定時(shí)繼電器的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)水塔水位的升降。第二章設(shè)計(jì)方案分析與確定2.1 單片機(jī)控制單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。使用單片機(jī)設(shè)計(jì)

8、的優(yōu)點(diǎn)在于它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓底功耗。但是編程復(fù)雜，對(duì)環(huán)境的要求較高，出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行調(diào)試不方便，可靠性不高。2.2 繼電器控制采用繼電接觸式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等組成，其控制方式是斷續(xù)的，所以又稱為斷續(xù)控制系統(tǒng)。雖然這種系統(tǒng)也具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)容易、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但這種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是采用固定接線方式，接線多，靈活性差，工作頻率低，觸電易損壞，可靠性差。2.3 可編程邏輯控制器控制可編程控制器簡(jiǎn)稱PC(ProgrammableController),它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程

9、序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC(ProgrammableLogicController)和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)相區(qū)別，現(xiàn)在把可編程邏輯控制器簡(jiǎn)稱為PLCo它主要用來(lái)取代繼電接觸器邏輯控制，系統(tǒng)功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等?？删幊绦蚩刂破骺刂葡到y(tǒng)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。它具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別于其他一般微型控制系統(tǒng)的一

10、個(gè)重要特征。如果采用PLC作為水塔液位控制系統(tǒng)的控制核心，只需將程序下載到PLC內(nèi)即可。并可通過(guò)通信隨時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。PLC適應(yīng)環(huán)境的能力非常強(qiáng)，抗干擾等方面能力都非常強(qiáng)大，性能價(jià)格比也很高。2.4 控制方案確定可編程控制器控制技術(shù)與繼電-接觸器控制技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)的異同點(diǎn)：1 .功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。繼電器是用于邏輯控制，起到過(guò)渡作用的，亦可控制小負(fù)載。PLC是可編程邏輯控制器，是用軟件來(lái)進(jìn)行邏輯控制的，而繼電器是用硬件結(jié)構(gòu)來(lái)控制的。一臺(tái)小型P

11、LC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比?？删幊绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。2 .硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。3 .可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊

12、的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。而PLC的編程更比單片機(jī)通俗易懂。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。4 .系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用

13、軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。5 .編程方法簡(jiǎn)單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，

14、梯形圖語(yǔ)言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖和單片機(jī)的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶程序。梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(jí)語(yǔ)言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。6 .維修工作量少，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。這些都是繼電器和單片機(jī)無(wú)法比擬的。7 .體積小，能耗低對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，

15、小型PLC的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的確1/2-1/10。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，可以減少大量費(fèi)用。將PLC用于對(duì)交通信號(hào)燈的控制，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，目前大多品牌的PLC內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通過(guò)編程控制可對(duì)水塔液位實(shí)施全天候無(wú)人化管理。8 .發(fā)展前景好PLC隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化愈來(lái)愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，具技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。僅僅將PLC理解為開(kāi)關(guān)量控制的時(shí)代己經(jīng)過(guò)去，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)

16、的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能也日趨完善。今后，PLC將主要朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展：一個(gè)是向超小型專用化和低價(jià)格方向發(fā)展；另一個(gè)是向高速多功能和分布式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展?？偟内厔?shì)如下階：1) .可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化2) .CPU處理速度進(jìn)一步加快3) .可編程控制技術(shù)的智能化4) .系統(tǒng)的開(kāi)放性和兼容性5) .通用性和專業(yè)化的結(jié)合6) .可靠性進(jìn)一步提高7) .控制系統(tǒng)分散化8) .控制與管理功能一體化綜合以上優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)水塔液位自動(dòng)控制第三章硬件設(shè)計(jì)3.1 水塔水位控制系統(tǒng)裝置圖3-1水塔水位控制裝置圖水塔水位的工作方式1 .當(dāng)水池液位低于

17、下限液位開(kāi)關(guān)Si,Si此時(shí)為ON,電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里注水，當(dāng)4s以后，若水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān)時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，若系統(tǒng)正常，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān)S4為OFF表示水位高于下限水位。當(dāng)水位液面高于上限水位，則S2為ON,電磁閥關(guān)閉。2 .當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位時(shí)，則水塔下限水位開(kāi)關(guān)Sb為ON,水泵開(kāi)始工作,向水塔供水，當(dāng)S3為OFF時(shí)，表示水塔水位高于水塔下限水位。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位時(shí)，則水塔上限水位開(kāi)關(guān)S4為OFF,水泵停止。3 .當(dāng)水塔水位低于下限水位，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，水泵不能啟動(dòng)。3.2 水塔水位控制系統(tǒng)硬件選擇對(duì)于這種中小型自動(dòng)控制中，在主機(jī)模塊

18、選擇時(shí)，常用的主機(jī)有CPU222,CPU224,CPU226三種。方案一：若選擇CPU222作為主機(jī)，由于CPU222有8輸入/6輸出，與此設(shè)計(jì)的4輸入/22輸出相差16點(diǎn)數(shù)字量輸出。還需要擴(kuò)展16點(diǎn)數(shù)字量輸出。方案二：若選擇CPU224作為主機(jī)，仍然缺少8點(diǎn)數(shù)字量輸出，和前者相比，CPU224的存儲(chǔ)容量增大了一倍，它可以有7個(gè)擴(kuò)展模塊，并且有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)處理能力。是使用的相對(duì)較多的S7-200產(chǎn)品。方案三：如果選用CPU226作為主機(jī)，CPU226主機(jī)為24輸入/16輸出，與4輸入/22輸出較為接近，只需擴(kuò)展一片8點(diǎn)數(shù)字量輸出的擴(kuò)展模塊即可。和CPU224相比，CPU2

19、26增加了通訊口的數(shù)量，使得它的通信能力大大增強(qiáng)，可以用于點(diǎn)數(shù)較多，要求較高的小型或者中型控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)價(jià)格、性能、擴(kuò)展模塊的數(shù)量的比較，以及設(shè)計(jì)的要求等多方面的考慮，選用一臺(tái)晶體管輸出結(jié)構(gòu)的CPU224小型PLC作為控制中心最合適。CPU224的I/O點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)（14入10出）。3.3 水塔水位控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)1 .PLC控制主電路連接如圖3-3所示：圖3-3PLC控制主電路連接圖2.PLC控制電氣連接如圖3-4所示:CPU224三，二二.二丁若士二號(hào)'一水塔水裕水位故國(guó)報(bào)警燈-P24f22O7AC圖3-4PLC連接圖母水口閥門(mén)控機(jī)電磁閥水泉電機(jī)柜用法觸器3.4 I/O接口分配1

20、.水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表如下表：表3-4水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表輸入信號(hào)輸入變量名輸出信號(hào)輸出變量名I0.0啟動(dòng)開(kāi)關(guān)Q4.0水閥M1I0.1停止開(kāi)關(guān)Q4.1水泵M2I0.2水池下限位Q4.2水池下限指示燈A1I0.3水池上限位Q4.3水池水位報(bào)警才旨示燈A2I0.4水塔卜限位Q4.4水池上限指示燈A3I0.5水塔上限位Q4.5水塔下限指示燈A4Q4.6水塔水包報(bào)警指示燈A5Q4.7水塔上限指示燈A62 .水塔水位控制系統(tǒng)的I/O設(shè)備這是一個(gè)單體控制小系統(tǒng)，沒(méi)有特殊的控制要求，它有6個(gè)開(kāi)關(guān)量，開(kāi)關(guān)量輸出觸點(diǎn)數(shù)有8個(gè)，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有14個(gè)，只需選用一

21、般中小型控制器即可。據(jù)此，可以對(duì)輸入、輸出點(diǎn)作出地址分配。第四章軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程圖控制流程圖，如圖4-1所示:水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求,這種分時(shí)操作的過(guò)程稱為CPU對(duì)程序的掃描。掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始。4.2 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形化編程語(yǔ)言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線圈、用并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電

22、路圖非常相似，但又加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，它比較直觀、形象，對(duì)于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō)，易被接受。繼電器梯形圖多半適用于比較簡(jiǎn)單的控制功能的編程，絕大多數(shù)PLC用戶都首選使用梯形圖編程。1 .梯形圖編程的一般規(guī)則有：(1)梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個(gè)邏輯行起始于左母線然后是觸點(diǎn)的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個(gè)圖形呈階梯形。梯形圖所使用的元件編號(hào)地址必須在所使用PLC的有效范圍內(nèi)。(2)梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒(méi)有真實(shí)的電流流過(guò)。但為了讀圖方便，常用“有電流”、“得電”等來(lái)形象地描述用

23、戶程序解算中滿足輸出線圈的動(dòng)作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流”，而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流；層次的改變也只能自上而下。(3)梯形圖中的繼電器實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器，相應(yīng)某位觸發(fā)器為“1態(tài)”，表示該繼電器線圈通電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，反之為“O態(tài)”。梯形圖中繼電器的線圈又是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器線圈外，還包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)器等的線圈以及各種比較、運(yùn)算的結(jié)果。(4)梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。(5)繼電器線圈在一個(gè)程序中不能重復(fù)使用：而繼電器的觸點(diǎn)，編程中可以重復(fù)使用，且使用次

24、數(shù)不受限制。(6)PLC在解算用戶邏輯時(shí)，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進(jìn)行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作，這在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可以減少許多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路，從而使電路設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。所以，由梯形圖編寫(xiě)指令程序時(shí)，應(yīng)遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)于一條指令，一條指令為一個(gè)步序。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。2 .工作過(guò)程設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4個(gè)液位指示燈全滅。當(dāng)執(zhí)行程序時(shí)，掃描到水池為液位低于水池下限液位時(shí)，水閥打開(kāi)，開(kāi)始往

25、水池里進(jìn)水；如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，水池報(bào)警燈A2亮。若4秒之后水池液位按預(yù)定的超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)在正常的工作，水池下限位的指示燈Ai亮，此時(shí)，水池的液位已經(jīng)超過(guò)了下限位了，系統(tǒng)檢測(cè)到此信號(hào)時(shí)，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵開(kāi)始工作，向水塔供水；如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水塔液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，水塔報(bào)警燈A5亮。當(dāng)水池的液位超過(guò)水池上限液位時(shí)，水池上限指示燈A3亮，水閥就關(guān)閉。但是水塔現(xiàn)在還沒(méi)有裝滿，可此時(shí)水塔液位已經(jīng)超過(guò)水塔下限水位，則水塔下限指示燈A4亮，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供

26、水，水塔抽滿時(shí)，水塔液位超過(guò)水塔上限，水塔上限指示燈A6亮。但剛剛給水塔供水的時(shí)候，水泵已經(jīng)把水池的水抽走了，此時(shí)水塔液位已經(jīng)低于水池上限，水池上限指示燈A3滅。此次給水塔供水完成。4.3 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖：10.010*1M0.0II_M（JI做,010.2稀),010,3第4/1IIMIH.0TIQ4.DTDTIfSD)-ISBTA4SM0.010-2Q4.2TI1I0ITO朝.2Q4.5TI1/10-IQ4.504.2Q4.TQ4.1H/IIIM0-IQ4.1M0.010.3Q4,4II1I()IQL1T1II(即I55TSU5股,。10,4Q4,5-II1I

27、(JIT1M.5Q4.fiIIM(J-I瞰0T&5Q4,7II1I0I(1)啟停程序：10.0K,1M。,0II_M0IMD.0(2)水閥控制程序：10,2旗).01(?,3Q4,QI/FIIVI()-I04.0(3)水池下限水位指示程序:M0.010.2Q4.2-II1I(JI(4)水池水位報(bào)警程序：TOQ4,£Q4.SIIl/l0_I(5)水池水位上限指示程序:M0.010.3Q4,4TI1I1)I(6)水泵啟?？刂瞥绦颍篞4.5Q4.2QL?Q4,11/1IIM-IQ4.1(7)水塔水位下限指示程序:M0.OLQ.4Q4,5II1I0I(8)水塔水位報(bào)警程序：T1Q4.

28、5Q4,方II1/10-I(9)加塔水位上限指樂(lè)程序：Q4.6IIM0I結(jié)論大學(xué)三年，在畢業(yè)之際，要用我這三年所學(xué)的知識(shí)做出一個(gè)設(shè)計(jì)，來(lái)給予我這三年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)肯定。我做的這個(gè)題目是有關(guān)PLC的，也是將我三年所學(xué)習(xí)的知識(shí)的一個(gè)結(jié)合應(yīng)用。是這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)給予我理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，提高了我實(shí)際操作和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。讓我更熟練的掌握PLC的編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我的專業(yè)基礎(chǔ)。在對(duì)組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)當(dāng)中，躺臥體會(huì)到了細(xì)節(jié)界定一切的道理，剛開(kāi)始做組態(tài)的時(shí)候，由于我對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我把自己想出來(lái)一些以為是對(duì)的東西用到組態(tài)軟件上，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和我想要的結(jié)果不相符合。經(jīng)過(guò)我一次次的實(shí)踐，最后把正確的結(jié)果做出來(lái)時(shí)，才看到了自己的缺點(diǎn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法。但是一味依靠他人解決問(wèn)題并不能幫助自己提升，很多時(shí)候，自己還是通過(guò)查資料來(lái)解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題。通過(guò)自己親自去查找資料，不僅將自己所學(xué)的知識(shí)都進(jìn)行了復(fù)習(xí)、加深理解，而且和新學(xué)的的知識(shí)有效的結(jié)合了，提升了自己?，F(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是做完了，可是我的學(xué)習(xí)之路還沒(méi)有完，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)我能力的一次小小測(cè)試。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)教給