五元基于plc的水塔水位控制系统设计——一

五元基于plc的水塔水位控制系统设计——一内容摘要：

于工业控制系统中有传感器或执行机构有一些信号是连续变化的模拟量，因此这些模拟量必须通过模拟量输入 /输出模块与 PLC 的中央处理器连接。 模拟量输入模块 A/D 转换后的二进制数字量，江苏信息学院培训中心毕业论文设计 9 经光电耦合器 和输出锁存器宇 PLC 的 1/0 总线挂接。 现在标准量程的模拟电压主要是 0— 5伏和 0— 10 伏两种。 另外还有： 0— somV、 0— IV、 — 5— +SV、 — 10— +10V， 0— 10mA 等。 模拟量输入模块接收 标准量程的模拟电压或电流猴，把它转换成 8 未 、 10 未或 12 位的二进制数字信号，送给中央处理器进行处理。 模拟量输出模块将中央处理器的二进制数字信号转换成标准量程的电压或电流输出信号，提供给执行机构。 四、扩展模块 当一个 PLC 中心单元的 I/O 点数不够用时，就要对系统进行扩展，扩展接口就是用于连接中心基本单元与扩展单元的。 模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展 ，使可编程控制器的功能更加强大和完善。 只能 I/O 接口模块种类很多，例如高速计数模块、PLCA 控制模块、数字位基于 PLC 的变频恒压供水系统的设计置译码模块、 阀门控制模块、智能存贮弄快以及智能 I/O 模块等。 五、编程器 它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。 有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。 有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在磁带上，磁带上的信息可以重新装入 PLC。 目前编程器主要有以下三种类型： (也叫简易编程器 )； ； IBM— PC及其兼容机的编程器。 便于携带的特点，一般只能用指令形式编程，通过按键输入指令，通过数 码管或液晶显示器加以显示、这种编程器适合小型可编程控制器的编程要求。 图形编程器以液晶显示器 (LCD)或阴极射线管 (CRT)作屏幕，用来显示编程内容和提供如输入、输出、辅助继电器的占有情况、程序容量等各种信息，还可在调试程序、检查程序执行时显示各种信号状态、出错提示等。 使用图形编程器可以月多种编程语言编程，梯形图显示在屏幕上十分直观。 图形编程器还可与打印机、录音机、绘画仪等设备连接，有较强的监控功能。 但它的价格高，适用于中、大型可编程控制器的编程要求。 用于 IBM— PC及其兼容机的编程器是个人计算机加上适 当的硬件接口和软件包作为编程器，也可直接编制成梯形图，其监控功能也很强。 编程器工作方式主要有编程和监控两江苏信息学院培训中心毕业论文设计 10 种，编程工作方式是在 PLC机处于停机状态时可以进行编程，它的功能主要是输入新的程序，或者对已有的程序予以编辑和修改。 监控工作方式可以对运行中的控制器工作状态进行监视和跟踪，一般可以对某一线圈或触点的工作状态进行监视，也可以对成组器件的工作状态进行监视，还可以跟踪某一器件在不同时间的工作状态，除搜索、监视、跟踪外，还可以对一些器件进行操作。 因此编程器的监控方式对控制器中新输入程序的调试与试运行是非常有用和方便的。 编程器的结构一般包括显示部分与键盘部分。 显示一般用液晶显示器，主要的显示内容包括地址、数据、工作方式、指令执行情况及系统工作状态等。 键盘有单功能键和双功能键，在使用双功能键的时候键盘中都备有一个选择键，以选择其中一 种方式工作。 现在产品越来越模块化，可编程控制器也不例外，它的结构紧密、坚固，外形小巧，CPU本身只提供了一定数量的数字输入和输出点数。 不同厂家、不同型号的 PLC的输入／输出点数也不同，有的大型机输入／输出点数可达 16K，而很多小型机仅有 10来点，而且 CPU本身不带模拟输入与输出，但 CPU一般都带有扩展接口。 因此，用户选型后，所需的输入或输出点数不够时，就需对系统做出必要的扩展，各个厂家也生产了专用于扩展用的各模板供用户选用。 扩展模板的外形一般也小巧、坚固，有易于接线的端子排，带有扩展总线或通过总线连接器与 CPU相连。 主要有数字输入／输出模板，模拟输入／输出模板，热电阻、热电偶扩展模板，还有智能模板等许多具有专用功能的特殊模板。 用扩展模板来扩展系统具有以下的优点： 用户可根据自己时间控制系统的要求，选用各种合适的扩展模块对 PLC作硬 件组态，以求达到各种功能或控制精度，同时节省开支，减少不必要的投资。 当已运行的系统需要改造或扩充时， PLC可以随时进行升级或改版，所作的工作仅仅是 替换或增加扩展模板和修改相应的控制软件。 特殊模板及智能模板的开发将进一步扩展可编程控制的功能，专用模板的开发不仅扩大了可编程控 制系统的控制功能，而且将进一步提高控制质量与可靠性。 六 、电源 PLC中的电源一般有三类： +5V、 177。 15V 直流电源：供 PLC中 TTL芯片和集成运放使用； 供输出接口使用的高压大电流的功率电源； 锂电池及其充电电源。 江苏信息学院培训中心毕业论文设计 11 考虑到系统的可靠性以及光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。 目前 PLC的发展非常迅速，型号众多，各种特殊功能模板不断涌现。 通常根据其 I/O点的数量将 PLC分为三大类： 小型机： 256点以下（无模拟量）； 中型机： 256 ~ 2048点（ 64 ~ 128路模拟量）； 大型机： 2048点以上（ 128 ~ 512路模拟量）。 具体实现时，通常采用模板式结构，以便用户根据实际应用需求进行配置。 但一些小型机常制作成一体机，其配置固定，主要供定型成套设备使用；而一些大型机一般在电源、或者 CPU，甚至两者都作了热备份。 PLC 特点 (一 ) 高可靠性 1. 所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与 PLC 内部电路之间电气上隔离 2. 各输入端均采用 RC 滤波器其滤波时间常数一般为 10~20ms. 3. 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰 4. 采用性能优良的开 关电源 5. 对采用的器件进行严格的筛选 6. 良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况 CPU 立即采用有效措施以防止故障扩大 7. 大型 PLC 还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成表决系统 ,使可靠性更进一步提高 (二 ) 丰富的 I/O 接口模块 1. PLC 针对不同的工业现场信号如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。 2. 有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或设备如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀。 3. 直接连接另外为了提 高操作性能它还有多种人 机对话的接口模块。 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。 (三 ) 采用模块化结构 江苏信息学院培训中心毕业论文设计 12 为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型 PLC 以外，绝大多数 PLC 均采用模块化结构， PLC 的各个部件包括 CPU 电源 I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。 (四 ) 编程简单易学 PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。 (五 ) 安装简单维修方便 PLC 不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的 I/O 端。