1、文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.成都電子機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)校成教院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目：PLC控制水塔供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)教學(xué)點(diǎn)： 指導(dǎo)老師： 職 稱(chēng)： 講師學(xué)生姓名： J號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)成都電子機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)校成教院制年 月 日1文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.成都電子機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)校成教院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目：PLC控制水塔供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：供水是一個(gè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)。 隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的 提高，對(duì)城市供水提出了更高的要求，要滿(mǎn)足及

2、時(shí)、準(zhǔn)確、安全保證充足供水， 如果仍然沿用人工方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須 進(jìn)行水塔水位控制自動(dòng)化系統(tǒng)的改造。時(shí)間j 生 月 日至 JL 月日共 周教學(xué)點(diǎn)：學(xué)生姓名：匕號(hào)： 專(zhuān)業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)指導(dǎo)單位或教研室： 電氣自動(dòng)化教研室指導(dǎo)教師：職稱(chēng):講師 成都電子機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)校成教院制畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃表日 期工作內(nèi)容執(zhí)行情況指導(dǎo) 教師4月15日至準(zhǔn)備良好*教師 對(duì)進(jìn)度計(jì) 劃實(shí)施情 況總評(píng)簽名年 月日本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.摘要供水

3、是一個(gè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)城市供水提出了更高的要求，要滿(mǎn)足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全保證充足供水，如果仍然沿用人工方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須進(jìn)行水塔水位控制自動(dòng)化系統(tǒng)的改造?？删幊炭刂破? PLC) 因其高可靠性和較高的性?xún)r(jià)比在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)目前比較流行的控制技術(shù)，利用PLC®傳感器構(gòu)成了水塔恒水位的控制系統(tǒng)。改造后的水塔水位自控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。關(guān)鍵詞： 可編程邏輯控制器(PLC)水塔水位自動(dòng)控制文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.Abs

4、tractThe water supply is a relations national economy and the people's livelihood important industry. Along with society's development and living standards' enhancement, proposed to the urban water supply a higher request, needs to satisfy promptly, accurate, the security guarantees suff

5、icient water supply, if still continued to use the artificial way, the labor intensity is big, the working efficiency is low, the security safeguards with difficulty, for this reason must make the water tank water monitor automated system's transformation. Because the programmable controller (PL

6、C) its redundant reliability and the high performance-to-price ratio obtains the widespread application in the industrial control. This article in view at present the quite popular control technology, constituted the water tank permanent water level control system using PLC and the sensor. After the

7、 transformation water tank water level autonomous system, realizes the water tank water level automatic control system, the long-distance monitoring, realizes unattended.key word: Programmable logical controller (PLC) water tank water level automatic control文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.第一章 緒論錯(cuò)誤!未定

8、義書(shū)簽第一節(jié)可編程控制器的產(chǎn)生 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第二節(jié)PLC的發(fā)展錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第三節(jié)PLC的基本結(jié)構(gòu) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽一、中央處理單元（CPU） 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽二、存儲(chǔ)器錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽三、輸入/輸出模塊錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽四、擴(kuò)展模塊錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽五、編程器錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽六、電源錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第四節(jié)PLC的特點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽一、高可靠性 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽二、豐富的I/O接口模塊 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽三、采用模塊化結(jié)構(gòu) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽四、編程簡(jiǎn)單易學(xué) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第五節(jié)PLC的工作原理 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第二章 水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第一節(jié)水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

9、要求 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第二節(jié)水塔水位控制系統(tǒng)主電路 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第三節(jié)I/O接口分配錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽二 水塔水位控制系統(tǒng)的I/O設(shè)備錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第三章水塔水位制系統(tǒng)PLC的軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第一節(jié)程序流程圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第二節(jié)梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽一工作過(guò)程錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽二 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽謝辭錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.第一章 緒論第一節(jié) 可編程

10、控制器的產(chǎn)生可編程控制器是20 世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來(lái)的控制設(shè)備，是集微處理器、存儲(chǔ)器、 輸入輸出輸出接口與中斷于一體的器件，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源、交通等各個(gè)行業(yè)。計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通信能力上的飛速發(fā)展， 大大增強(qiáng)了可編程控制器通信能力，豐富了可編程控制器編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了PLC 過(guò)程控制能力。因此，無(wú)論是單片機(jī)還是多機(jī)控制，是流水線控制還是過(guò)程控制，都可以采用可編程控制器，推廣和普及可編程控制器的使用技巧對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平及生產(chǎn)效率都有十分重要的意義?？?編 程 控 制 器 （ Programmable Controller ） ,也 稱(chēng) 可

11、編 程 邏 輯 控 制 器（ Programmable Logic Controller） ,是以微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用裝置，是計(jì)算機(jī)家族的一名成員，簡(jiǎn)稱(chēng) PC,為了避免與個(gè)人電腦（也簡(jiǎn)稱(chēng)PC）相混淆，通常將可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。1969年，第一臺(tái)可編程控制器PDP-14由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）制作成功， 并在 GM 公司汽車(chē)生產(chǎn)線上使用并取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。PLC 問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的發(fā)展，大規(guī)模、 超大規(guī)模集成電路不斷出現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷進(jìn)步，PLC 迅速發(fā)展。PLC 進(jìn)入 90 年代后，工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎全被PL

12、C 占領(lǐng)。國(guó)外專(zhuān)家預(yù)言,PLC 將在工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM ）中躍居首位。第二節(jié) PLC 的發(fā)展雖然 PLC 問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：早期 PLC 一般稱(chēng)為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物含義，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(shí)等。但它的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗小，有故障指示，能重復(fù)使用等。其中PLC 特有的編程語(yǔ)言-梯形圖一直沿用至今。在 70 年

13、代，微處理器的出現(xiàn)使PLC 發(fā)生了巨大變化。美國(guó)、日本、德國(guó)等一些廠家先后采用微處理器作為PLC 的中央處理單元（CPU） 。這樣，使得PLC功能大大增加，PLC 的應(yīng)用范圍大大得到推廣。進(jìn)入 80 年代中、后期，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(chǎng)價(jià)格大幅下跌，使得各種類(lèi)型的PLC 所采用的微處理器檔次普遍提高，研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用邏輯處理芯片。使得 PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。第三節(jié)PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)編建器需就庫(kù)存儲(chǔ)可茅統(tǒng)程序有傳器電源圖1-1 PLC基本結(jié)構(gòu)相同。如圖1-1所示：一、中央處理單元(CPU)中央

14、處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序所賦予的 功能接受并存儲(chǔ)從編程器件輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC投入運(yùn)行時(shí)， 首先它以掃描的方式接受現(xiàn)場(chǎng)個(gè)輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)， 并分別存入I/O映象區(qū) 或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將如此循環(huán)， 直到停止運(yùn) 行。二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用 戶(hù)程序存儲(chǔ)器。1、PLC常用的存儲(chǔ)器類(lèi)型(1) RAM (Random Assess Memory)這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)， 其存儲(chǔ)速度最快

15、，有鋰電池支持。(1) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種可擦除 的只讀存儲(chǔ)器。在斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦出存儲(chǔ)器內(nèi)容)。(3) EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一 種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修 改。2、PLC存儲(chǔ)空間的分配根據(jù) PLC 的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)三

16、、輸入/輸出模塊輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程連接的接口?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，如按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量（壓力、流量、溫度、電壓、電流）等，都要通過(guò)輸入模塊傳到PLC。由于這些信號(hào)電平各式各樣，而可編程控制器CPU 所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以輸入模塊好需將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC 能夠接受或處理的數(shù)字信號(hào)。輸出模塊的作用是接受中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接受的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？删幊炭刂破饔卸喾N輸入/輸出模塊，其類(lèi)型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。 這些模塊又分直流

17、和交流、電壓和電流類(lèi)型，每種類(lèi)型又有不同的參數(shù)等級(jí)，主要有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊,部件上都設(shè)有輸入接線端子排，為了濾除信號(hào)的噪聲和便于PLC 內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存電路。數(shù)字量輸入模塊帶有光電禍混合電路，其目的是把 PLC 與外部電路隔離開(kāi)來(lái)，以提高PLC 的抗干擾能力。數(shù)字量輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。模擬量輸入/輸出模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，即A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中由傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過(guò)模擬量輸入/輸出模塊與PLC 的中央處理器

18、連接。模擬量輸入模塊A/D 轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電混合器和輸入鎖存緩沖器與PLC 的 I/O 總結(jié)先連接。模擬量輸出模塊D/A 轉(zhuǎn)換前的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電混合器和輸出鎖存器與PLC 的 I/O總接線連接?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)兩成的模擬電壓主要是0 5 伏和0 10 伏兩種，模擬電流主要是0 Z0mA 和 4 Z0mA 兩種。模擬量輸入模塊接收到標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流后把它轉(zhuǎn)換成8 位、 10 位或 12 位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器處理。 模擬量輸出模塊將中央處理器的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流輸出信號(hào)，提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。四、擴(kuò)展模塊當(dāng)一個(gè) PLC 中心單元的I/O 點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)

19、，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)擴(kuò)展中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，各可編程控制器制造廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列的智能接口模塊，使可編程控制器的功能更加強(qiáng)大和完善。智能I/O 接口模塊種類(lèi)很多，例如3文檔來(lái)源為: 從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.高速技術(shù)模塊、PLCA 控制模塊、數(shù)字位基于PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)置譯碼模塊、閥門(mén)控制模塊、中斷控制模塊、智能存貯模塊以及智能I/O 模塊等。用擴(kuò)展模塊來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：用戶(hù)可根據(jù)自己時(shí)間控制系統(tǒng)的要求，選用各

20、種合適的擴(kuò)展模塊對(duì)PLC 作硬件組態(tài)，以求達(dá)到各種功能或控制精度，同時(shí)節(jié)省開(kāi)支，減少不必要的投資。當(dāng)已運(yùn)行的系統(tǒng)需要改造或擴(kuò)充時(shí)，PLC 可以隨時(shí)進(jìn)行升級(jí)或改版，所有的工作僅僅是替換或增加擴(kuò)展模塊和修改相應(yīng)的控制軟件。特殊的模塊及智能模塊的開(kāi)發(fā)將進(jìn)一步擴(kuò)展可編程控制的功能，專(zhuān)用模塊的開(kāi)發(fā)不僅擴(kuò)大了可編程控制系統(tǒng)的控制功能，而且將進(jìn)一步提高控制質(zhì)量與可靠性。五、編程器它的作用是供用戶(hù)進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。有的編程器還可與打印機(jī)或磁帶機(jī)相連，以將用戶(hù)程序和有關(guān)信息打印出來(lái)或存放在磁帶上，磁帶上的信息可以重新裝入PLC。 目前編程器主要有以下三種類(lèi)型：便攜式編程器（也叫簡(jiǎn)易編程器）；圖形

21、編程器；用于IBMPC及其兼容機(jī)的編程器。便于攜帶的特點(diǎn)，一般只能用指令形式編程，通過(guò)按鍵輸入指令，通過(guò)數(shù)碼管或液晶顯示器加以顯示、這種編程器適合小型可編程控制器的編程要求。圖形編程器以液晶顯示器（PCD）或陰極射線管（CRT）作屏幕，用來(lái)顯示編程內(nèi)容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程序容量等各種信息，還可在調(diào)試程序、檢查程序執(zhí)行時(shí)顯示各種信號(hào)狀態(tài)、出錯(cuò)提示等。使用圖形編程器可以用多種編程語(yǔ)言編程，梯形圖顯示在屏幕上十分直觀。圖形編程器還可以與打印機(jī)、錄音機(jī)、繪畫(huà)儀等設(shè)備連接，有較強(qiáng)的監(jiān)控功能。但它的價(jià)格高，適用于中、大型可編程控制器的編程要求。用于 舊MPC及其兼容機(jī)的編程器是個(gè)人

22、計(jì)算機(jī)加上適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖鳛榫幊唐?，也可直接編制成梯形圖，其監(jiān)控功能也很強(qiáng)。編程器工作方式主要有編程和監(jiān)控兩種，編程工作方式是在PLC 機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)可以進(jìn)行編程，它的功能主要是輸入新的程序或者對(duì)自己已有的程序予以編輯和修改。 監(jiān)控工作方式可以對(duì)運(yùn)行中的控制器工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤，一般可以對(duì)某一線圈或觸點(diǎn)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，也可以對(duì)成組器件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，還可以跟蹤某一器件在不同時(shí)間的工作狀態(tài)，除搜索、監(jiān)視、跟蹤外，還可以對(duì)一些器件進(jìn)行操作。因此編程器的監(jiān)控方式對(duì)控制器件中新輸入程序的調(diào)試與運(yùn)行是非常有用和方便的。編程器的結(jié)構(gòu)一般包括顯示部分與鍵盤(pán)部分。顯示一般用液晶顯示器，主

23、要的顯示內(nèi)容包括地址、數(shù)據(jù)、工作方式、指令執(zhí)行情況及系統(tǒng)工作狀態(tài)等。鍵盤(pán)有單功能鍵和雙功能鍵，在使用雙功能鍵的時(shí)候鍵盤(pán)中都備有一個(gè)選擇鍵，以選擇其中的一種方式工作。六、電源1、 +5V、 +15V、 -15V 直流電源：供PLC 中 TTL 芯片和集成運(yùn)放使用；2、供輸出接口使用的高壓打電流的功率電源；3、鋰電池及其充電電源?？紤]到系統(tǒng)的可靠性以及光電隔離器的使用，不同類(lèi)型的電源其地線也不同。目前 PLC 的發(fā)展非常迅速，型號(hào)眾多，各種特殊功能模塊不斷涌現(xiàn)。通常根據(jù)其I/O點(diǎn)的數(shù)量將PLC分為三大類(lèi)：小型機(jī)： 256 點(diǎn)以下（無(wú)模擬量）；中型機(jī)：2562048 點(diǎn)（ 64128 路模擬量）；大

24、型機(jī)：2048 點(diǎn)以上（128512路模擬量）。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常采用模塊式結(jié)構(gòu)，以便用戶(hù)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行配置。但一些小型機(jī)常制作成一體機(jī)，其配置固定，主要供定型成套設(shè)備使用；而一些大型機(jī)一般在電源、或者CPU,甚至兩者都作了熱備份。第四節(jié) PLC 的特點(diǎn)一、高可靠性（ 1）所有的I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（ 2）個(gè)輸入端均采用R-C 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。（ 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（ 4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（ 5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（ 6）良好的自診斷功能，一但電源或其他軟、硬

25、件發(fā)生遺異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（ 7）大型 PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng)，是可靠性更進(jìn)一步提高。二、豐富的I/O 接口模塊PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電源； 脈沖或電位；強(qiáng)點(diǎn)或弱點(diǎn)等。有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。三、采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC 外，絕大多

26、數(shù)PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC 的各個(gè)部件，包括CPU， 電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。四、編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC 的編程大多采用類(lèi)似于繼電氣控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。五、安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC 不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以再各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。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，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一但某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通

27、過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。第五節(jié) PLC 的工作原理最初研制生產(chǎn)的PLC 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的：（ 1）繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)（包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)）在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。（ 2） PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)（包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)）不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類(lèi)觸點(diǎn)

28、的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶(hù)程序的時(shí)間一般均小于 100ms， 因此， PLC 采用了一種不同于一般微型機(jī)算計(jì)的運(yùn)行方式掃描技術(shù)。 這樣在對(duì)于I/O 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。如圖1-2所示：圖 1-2 PLC 掃描周期圖（ 1）輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O

29、映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入時(shí)脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。（ 2）用戶(hù)程序執(zhí)行階段在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序（梯形圖） 。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路， 并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線

30、圈在I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶(hù)程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反， 排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶(hù)程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，在經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的

31、外設(shè)備。這時(shí)，才是PLC 的真正輸出。一般來(lái)說(shuō)，PLC 的掃描周期包括自診斷、通訊等，如圖1-3 所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。圖 1-3 一個(gè)完整的掃描周期圖第二章水塔水位控制系統(tǒng)PLC 硬件設(shè)計(jì)第一節(jié)水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求水塔水位控制裝置如圖2-1 所示圖 2-1 水塔水位控制裝置水塔水位的工作方式：當(dāng)水池液位低于下限液位開(kāi)關(guān) S1, S1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7文檔來(lái)源為: 從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集

32、整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.報(bào)警，若系統(tǒng)正常，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān)S4位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位。N,電磁閥關(guān)閉。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)S3位ON,水泵開(kāi)始工作，向水塔供水，當(dāng)S3位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位。FF,水泵停止。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)。第二節(jié)水塔水位控制系統(tǒng)主電路水塔水位控制系統(tǒng)主電路如圖 2-2所示:圖2-2水塔水位控制系統(tǒng)主電路第三節(jié)I/O接口分配列出水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸

33、出接口分配表，見(jiàn)表2-1。表2-1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I0.1水塔上限位Q0.1電磁閥I0.2水塔下限位Q0.2水泵I0.3水池上限位Q0.3水池下限指示燈alI0.4水池下限位Q0.4水池上限指示燈a2I0.0控制開(kāi)關(guān)Q0.5水塔下限指示燈a3Q0.6水塔上限指示燈a4Q0.7報(bào)警指示燈a5二水塔水位控制系統(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5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13個(gè)，只需選用一般小型控制器即 可。因此，可以對(duì)輸入、輸出點(diǎn)作出地址分配，水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖SH

34、傳感器2傳感器3傳逑器410.0 Q0J90.2 TOJQ0.3102Q0.4Q0.510 3qo.6Q0.7 1041M一KMTT8）一水池卜位指示燈-0一水池上位指示燈®一水塔卜位指示燈-0一水塔卜位指示燈一一報(bào)警指示幻O A* *-220V圖2-3水塔水位控制系統(tǒng)的I/O接線圖第三章水塔水位控制系統(tǒng) PLC的軟件設(shè)計(jì)第一節(jié)程序流程圖水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，控制流程圖如圖3-1所示：c開(kāi)始)出電磁片打打是電扇水：山水位門(mén)J卜冢尚二|小盟出動(dòng)1 室小崎引水Izk增水位香 1卜聯(lián)第二節(jié)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， 他沿用了

35、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(hù)都首選使用梯形圖編程。梯形圖編程的一般規(guī)則有：9文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.（ 1）梯形圖按自上而下、從左往右的順序排列。每一個(gè)邏輯行起始于左母線然后是觸電的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個(gè)圖形呈階梯型。梯形圖所

36、使用的元件編號(hào)地址必須在使用PLC的有效范圍內(nèi)。圖3-1水塔水位控制系統(tǒng)的 PLC控制流程圖（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)形象地描述用戶(hù)程序解算中滿(mǎn)足輸出線圈的動(dòng)作條件，它僅僅是概念虛擬的“電流”，而且認(rèn)為它只能由左向右但方向流，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”0 “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

37、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）梯形圖中的信息流程從左到右，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)在編程中可以重復(fù)使用，且使用次數(shù)不受限制。（ 6） PLC 在解算用戶(hù)邏輯時(shí)，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后吮吸運(yùn)行的，即按掃描方式執(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)系的連鎖電路，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、從左向右的順序，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)

38、步序。 當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)程序中有眾多 的操作需要去執(zhí)行，但CPLM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)行操作。這種分時(shí)操作的過(guò)程稱(chēng)為CPLM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(hù)程序開(kāi)始，在無(wú)中斷貨跳轉(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(hù)程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶(hù)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。根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)的梯形圖程序如圖3-2 所示。圖 3-2 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖一 工作過(guò)程設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4 個(gè)液位指示燈全亮。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

39、時(shí)，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里進(jìn)水，超過(guò)4S,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。若 4S 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A1 滅，此時(shí)，水池的液位已經(jīng)超過(guò)了下限限位了，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，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A2 滅，電磁閥就關(guān)閉，但是水塔現(xiàn)在還沒(méi)有裝滿(mǎn)，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A3 滅，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽滿(mǎn)時(shí)，水塔液位超過(guò)水塔上限，水塔上限指示燈A4 滅，但剛剛給水塔供水的時(shí)候，水泵已

40、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A2 亮。此次給水塔供水完成。二 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表Network 1LD I0.0O Q0.1A I0.3= Q0.1Network 2LD Q0.1TON T37, 40Network 3LD I0.4=Q0.3A 10.4LPSAN T38=Q0.7LPPAN T39TON T38, 10Network 5LD T38TON T39,10Network 6Network 4LD T37Network 7LDLDI0.3Q0.4I0.2LD O A ANI0.2Q0.2I0.1I0.4Q0.2A Q0.6=Q0

41、.5Network 9LD I0.1=Q0.6Network 8第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)學(xué)完大學(xué)三年的所有課程的我，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與組態(tài)軟件相結(jié)合的，對(duì)學(xué)完P(guān)LC理論課程后對(duì)我來(lái)說(shuō)做個(gè)設(shè)計(jì)的最大難關(guān)就是要對(duì)組態(tài)軟件從頭開(kāi)始學(xué)習(xí)，等把這個(gè)設(shè)計(jì)做完了， 我的組態(tài)軟件也學(xué)到差不多了，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。讓我更熟悉的掌握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。對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我的工程素質(zhì)。在對(duì)組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)中，掌握體會(huì)到了細(xì)節(jié)決定一切的道理，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)的一些以為是對(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)我以此次實(shí)踐和老師的幫助，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)。再設(shè)計(jì)的過(guò)程中我還得到了老師和同學(xué)的意見(jiàn)和建議。在學(xué)習(xí)過(guò)程中不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師或同學(xué)請(qǐng)教是一個(gè)很好的方法，不是有