基于plc实现的液位控制设计毕业设计论文

基于plc实现的液位控制设计毕业设计论文内容摘要：

组 成 ｡ 图 22 系统控制图 触摸屏 PLC AD/DA 变频器 液位计 水泵 6 系统带有触摸屏显示装置 ,可以显示系统的工作状态 ､当前压力 ､贮水池水位､设定压力 ､压力曲线 ､变频器频率 ､等各种控制参数等 ｡系统工作压力可以由触摸屏设置 ｡变频器的作用是为三相水泵的电机提供可变频率的电源 ,实现电机的无级调速 ,从而使水管的水压连续变化 ｡液位计的作用是检测当前液位压力 ｡在 PLC内部设定液压期望值 ,压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后 ,经可编程控制器内部 PID控制运算输出给变频器一个控制信号 ｡ 图 23系统原理图 7 3 系统硬件设计 可编程控制器 (PLC)的选型 如何选购 PLC产品 在现代化的工业生产设备中 ,有大量的数字量及模拟量的控制装置 ,例如电机的起停 ,电磁阀的开闭 ,产品的计数 ,温度 ､压力 ､流量的设定与控制等 ,工业现场中的这些自动控制问题 ,若采用可编程序控制器 (PLC)来解决自动控制问题已成为最有效的工具之一 ｡ 硬件选购目前市场上的 PLC 产品众多 ,除国产品牌外 ,国外有 :日本的 OMRON､MITSUBISHI､FUJJ,德国的 SIEMENS,韩国的 LG等 ｡近几年 ,PLC产品的价格有较大的下降 ,其性价比越来越高 ,这是众多技术人员选用 PLC 的重要原 因 ｡那么 ,如何选购 PLC 产品呢 ? 首先 ,系统规模首先应确定系统用 PLC 单机控制 ,还是用 PLC 形成网络 ,由此计算 PLC输入 ､输出点 数 ,并且在选购 PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量 (10%)｡ 第二 ,确定负载类型根据 PLC 输出端所带的负载是直流型还是交流型 ,是大电流还是小电流 ,以及 PLC 输出点动作的频率等 ,从而确定输出端采用继电器输出 ,还是晶体管输出 ,或品闸管输出 ｡不同的负载选用不同的输出方式 ,对系统的稳定运行是很重要的 ｡ 第三 ,存储容量与速度 ,尽管国外各厂家的 PLC 产品 大体相同 ,但也有一定的区别 ｡目前还未发现各公司之间完全兼容的产品 ｡各个公司的开发软件都不相同 ,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标 ｡一般存储容量越大 ､速度越快的 PLC 价格就越高 ,但应该根据系统的大小合理选用 PLC 产品 ｡ 第四 ,编程器的选购 PLC 编程可采用三种方式 :一种是 用一般的手持编程器编程 ,它只能用商家规定语句表中的语句编程 ｡这种方式效率低 ,但对于系统容量小 ,用量小的产品比较适宜 ,并且体积小 ,易于现场调试 ,造价也较低 ｡还有一种是用图形编程器编程 ,该编程器采用梯形图编程 ,方便直观 ,一 般的电气人员短期内就可应用自如 ,但该编程器价格较高 ｡再一种 是 用 IBM个人计算机加 PLC软件包编程 ,这种方式是效率最高的一种方式 ,但大部分公司的 PLC 开发软件包价格昂贵 ,并且该方式不易于现场调试 ｡ 因此 ,应根据系统的大小与难易 ,开发周期的长短以及资金的情况合理选购 8 PLC 产品 ｡ 的选型标准 世界上有很多厂商生产 PLC,如德国的西门子 ､日本的三菱 ､松下 ,美国 GE 公司等 完成系统的设计主要是选型和程序设计 ｡但是由于 PLC 应用在不同场合 ,有不同的工艺流程 ,对控制功能 有不同的要求 ,由于各程 序难 易程度不一样 ,因此有一定的选择标准 ,主要表现在 :PLC 机型选择主要考虑 I/O 点数 ｡根据控制系统所需要的输入设备 (如按钮 ､限位开关 ､转换开关等 )､输出设备 (如接触器 ､电磁阀 ､信号指示灯等 )以及 A/D､D/A转换的个数 ,确定 I/O的点数 ｡一般要留有一定裕量 (约占 10%),满足生产发展和工艺的改进。 随着 PLC 功能日益完善 ,很多小型机也具有中 ､大型机的功能 ｡对于 PLC的功能选择 ,一般只要满足 I/O点数 ,大多数机型也能满足 ｡目前大多数 PLC 机型都具有 I/O 扩展模块 ､A/D､D/A 转换模块 ,以及高级指令 ､中断能 力与外设 通信能力。 PLC 一般根据 I/O 点数的不同 ,内存容量会有相应的差别 ｡在选择内存容量时同样应留有一定余量 ,一般时实际程序的 25%｡不应单纯追求大容量 ,以够用为原则。 在 PLC 机型选取上要考虑控制系统与 PLC 结构功能的合理性 ｡如果是单机系统控制 ,I/O 点数不多 ,不涉及 PLC 之间的通信 ,但又要求功能更强 ,要求有处理模拟信号的能力 ,可选择整体式机 ,如松下 FP0､FP1､FPM 系列 ,以及 OMRON C200H 系列等 ｡如果仅有开关量控制 ,可选择 OMRON C 系列 P 型机 ､西门子 S7200,三菱 F1､FX 系列等。 一个企业尽 量选择同一类型的 PLC, 同一机型 PLC 模块可互为利用 ,便于采购管理 , 同一机型 PLC 的功能 ､编程方法相同 ,有利于技术人员水平的提高 ,同一机型PLC,其外围设备通用 ,资源共享 ,易于联网通信 ,与上位计算机配合可形成多级分布式的控制系统 ｡ PLC 机型的选择与特点 目前 ,国内众多的生产厂家生产了多种系列功能各异的 PLC 产品 ,使用户眼花缭乱 ｡通过对输入输出点的选择 ,对存储容量的选择 ,对 I/O 响应时间的选择对PLC 价格的考虑以及厂家的售后服务 ,决定使用无锡信捷科技有限公司生产的 XC系列的 XC3 型号的可编程 控制器 ,如图 31所示 ｡ XC 系列 PLC 的几大优势 :阵容强大的全系列 PLC,广泛适用于多种场合。 具备3 通道 ､80KHz､32 位高速计数功能。 24 段高速计数中断功能。 高达 400KHz 的脉冲输出 ,最多支持 4 路。 强大的通讯和组网能力。 业内首创的以 C 语言编写功能块指 9 令。 独创的 I/O 点切换功能。 本体加入 PID 控制功能。 中断功能。 丰富的扩展性能 ｡ 产品规格如表 31: 表 31 模块规格 项 目 模拟量输入 模拟量输出 电压输入 电流输入 电压输出 电流输出 模拟量输入范围 0~5V,0~10V 0~20mA,4~20mA 最大输入范围 DC177。 18V 0~40mA 电压输入 电流输入 电压输出 电流输出 模拟量输入范围 0~5V,0~10V 0~20mA,4~20mA 最大输入范围 DC177。 18V 0~40mA 模拟量输出范围 0~5V､0~10V, (外部负载电阻2KΩ~1MΩ) 0~20mA ､4~20mA (外部负载电阻小于500Ω) 数字输入范围 12 位二进制数 (0~4095) 数字输出范围 14 位二进制数 (0~16383) 分辨率 1/16383(14Bit)。 转换数据以16 进制形式存入 PLC(14Bit) 1/4095(12Bit)。 转换数据以16 进制形式存入 PLC(12Bit) PID 输出值 0~K4095 综合精确度 % 转换速度 20ms/1 通道 3ms/1 通道 模拟量用电源 DC24V177。 10%,100mA 安装方式 可用 M3的螺丝固定或直接安装在 DIN46277(宽 35mm)的导轨上 端子说明 : 表 32 端子说明 0V24V .C1C0 AI0 VI1 C2 AI2 VI3 AI3C3VI2A11VI0. VO0 . VO1 AO1C1AO0C0 10 端子信号 : 表 33 端子信号 通道 端子 名 信号名 CH0 AI0 电流模拟量输入 VI0 电压模拟量输入 C0 CH0 模拟量输入公共端 CH1 AI1 电流模拟量输入 VI1 电压模拟量输入 C1 CH1 模拟量输入公共端 CH2 AI2 电流模拟量输入 VI2 电压模拟量输入 C2 CH2 模拟量输入公共端 CH3 AI3 电流模拟量输入 VI3 电压模拟量输入 C。