基于plc的水塔水位控制系统的设计与实现

基于plc的水塔水位控制系统的设计与实现内容摘要：

6 使 PLC的应用范围得以扩大。 进入八十年代中、后期，由于大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的 PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。 而且，为了进一步提高 PLC的处理速度，各制造厂商纷纷开发研制了专用逻辑处理芯片。 这样使得 PLC软、硬功能发生了巨大变化。 PLC 的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相 同，中央处理单元 (CPU)，如下图所示。 图 11 一 、 中央处理单元 (CPU) 中央处理单元 (CPU)是 PLC 的控制中枢。 它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、 I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状 态 和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用 户程序，命令解释后按指令规定执行逻辑或算数运算结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。 等所有用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区各输出状态或输出寄存器内数据传送到相应输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 进一步提高 PLC 可靠性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三CPU 表决式系统。 这样，某个 CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。 二 、存储器 四川职业技术学院毕业设计 7 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 PLC常用 的存储器类型 （ 1） RAM （ Random Assess Memory） 这是一种读 /写存储器 (随机存储器 )，其存取速度最快，由锂电池支持。 （ 2） EPROM（ Erasable Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除的只读存储器。 在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。 (在紫外线连续照射下可擦除存储器内容 )。 （ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种可擦除的只读存储器。 使用编程器 就能很容易地对其所存储的内容进行修改。 三 、输入 /输出模块 输入 /输出模块是可编程控制器与工业生产设备或工业生产过程连接的接口。 现场的输入信号，如按钮开关，行程开关、限位开关以及传感器输出的开关量或模拟量 (压力、流量、温度、电压、电流 )等，都要通过输入模块送到 PLC。 四 、扩展模块 当一个 PLC中心单元的 1/0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，各可编程控制器制造厂家已经开发出一系列的智能接口模块，使可编程控制器的功能更加强大和完善。 智能 1/0接口模块种类很多，例如高速技术模块、 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、中断控制模块、智能存贮模块以及智能 1/0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 :便携式编程器 (也叫简易编程器 )。 图形编程器。 用于IBM一 PC及其兼容机的编程器。 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。 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。 PLC 的特点 (一 ) 高可靠性 四川职业技术学院毕业设计 8 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 在电气上隔离 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 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 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障 ， 用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。 PLC 的工 作原理 最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的： （ 1）继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都 四川职业技术学院毕业设计。