1、山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文畢業(yè)論文題 目： 基于基于 plcplc 與變頻器水塔水位控制與變頻器水塔水位控制 姓 名： 魏洪巖魏洪巖 學(xué) 號(hào)： b02 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化電氣自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 宋玉慶宋玉慶 年 月 日 基于 plc 與變頻器水塔水位控制2目錄摘 要 .3第一章概述 .41.1 可編程控制 器的產(chǎn)生.41.2 plc 的發(fā)展.51.3 plc 的基本結(jié)構(gòu).61.4 plc 特點(diǎn).111.5 plc 的工作原理.121.6 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析 .14第二章 水塔水位 控制 系統(tǒng) plc 硬件設(shè) 計(jì) .172.1 要求獨(dú)立完成水塔水位控制 plc 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試.1

2、72.2 水位傳感器的選擇.182.3 水塔水位系統(tǒng)控制電路.192.4 輸入/輸出分配.212.4.1 列出水塔水位控制系統(tǒng) plc 的輸入/輸出接口分配表 .212.4.2 水塔水位系統(tǒng)的輸入/輸出設(shè)備.22第三章 水塔水位控制系統(tǒng)plc 軟件設(shè) 計(jì) .233.1 工作過(guò)程.233.2 程序流程圖 .243.3 梯形圖 .253.4 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖的對(duì)應(yīng)指令表.26第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) .27辭謝 .28參考文獻(xiàn) .29 基于 plc 與變頻器水塔水位控制3摘摘 要要 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量和控制。優(yōu)質(zhì)供水是水工業(yè)市場(chǎng)化發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)要倡導(dǎo)節(jié)約用水，提高水的重

3、復(fù)利用率，并逐步建立完善的水工業(yè)學(xué)科體系。完善的水工業(yè)學(xué)科體系是水工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要保證。傳統(tǒng)的給水排水工程學(xué)科體系已難以包還水工業(yè)的豐富內(nèi)涵，已不能很好地適應(yīng)水工業(yè)發(fā)展的需要，而水工業(yè)學(xué)科體系正是在給水排水工程學(xué)科體系發(fā)展而來(lái)。由水工業(yè)的社會(huì)性所決定，水工業(yè)的學(xué)科體系由多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的學(xué)科組成，包括：水質(zhì)與水處理技術(shù)、水工業(yè)工程技術(shù)、水處理基礎(chǔ)科學(xué)、水社會(huì)科學(xué)、水工業(yè)設(shè)備制造技術(shù)等，它們共同支撐著水工業(yè)的工業(yè)體系。而在這些學(xué)科中水質(zhì)與水處理技術(shù)和水工業(yè)工程技術(shù)是水工業(yè)學(xué)科體系中的主導(dǎo)學(xué)科。水位控制在日常生活中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，比如水塔、地下水、水電站等情況下的水位控制。而水位檢測(cè)可以有多種實(shí)現(xiàn)方

4、法，如機(jī)械控制、邏輯電路控制、機(jī)電控制等。本文采用 plc 進(jìn)行主控制，在水箱上安裝一個(gè)自動(dòng)測(cè)水位裝置。利用水的導(dǎo)電性連續(xù)地全天候地測(cè)量水位的變化，把測(cè)量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，主控臺(tái)應(yīng)用 mcgs組態(tài)軟件對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成相應(yīng)的水位顯示、故障報(bào)警信息顯示、實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示，使水位保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩ｊP(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 可編程邏輯控制器（plc） 自動(dòng)控制系統(tǒng) 水塔水位 三菱 plc fx2n 傳感器 基于 plc 與變頻器水塔水位控制4第一章概述1.1 可可編編程程控控制制器器的的產(chǎn)產(chǎn)生生可編程控制器是二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的控制設(shè)備，是集微處理器、儲(chǔ)存器、輸入 /輸

5、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、通行能力上的飛速發(fā)展，大大加強(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術(shù)，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及生產(chǎn)效率都有十分重要的意義。可編程控制器 (programmable controller)也可稱邏輯控制器(programmable logic controller),是一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

6、族的一名成員，簡(jiǎn)稱pc。為了與個(gè)人電腦（也簡(jiǎn)稱pc）相混淆通常將可編程控制器稱為plc。可編程控制器的產(chǎn)生和繼電器接觸器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。繼電器接觸器控制已經(jīng)有傷百年的歷史，它是一種弱電信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開(kāi)關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路直觀、價(jià)格低廉、容易操作、易于維修的有優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于工作模式固定、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合非常使用，至今仍有廣泛的用途。但是當(dāng)工作模式改變時(shí)，就必須改變系統(tǒng)的硬件接線，控制柜中的物件以及接線都要作相應(yīng)的變動(dòng)，改造工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，用戶寧愿扔掉舊控制柜，另做一個(gè)新控制柜使用，阻礙了產(chǎn)品更新?lián)Q代。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日益縮短，工業(yè)生產(chǎn)從大批

7、量、少品種，向小批量、多品種轉(zhuǎn)換，繼電器接觸器控制難以滿足市場(chǎng)要求，此問(wèn)題首先被美國(guó)通用汽車公司（gm 公司）提了出來(lái)。通用汽車公司為適合汽車型號(hào)的不斷翻新，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品多樣性的需求，公開(kāi)對(duì)外招標(biāo)，要求制造一種新的工業(yè)控制裝置，取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制。其對(duì)新裝置性能提出的要求就是著名的 gm10 條，即:1. 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；2. 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；3. 可靠性高于繼電器控制裝置；4. 體積小于繼電器控制裝置；5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)； 基于 plc 與變頻器水塔水位控制56. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；7. 輸入可以是交流 115v；8. 輸出為交流 115v

8、，2a 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；9. 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4k。這十項(xiàng)指標(biāo)就是現(xiàn)代plc 的最基本功能，值得注意的是plc 并不等同于普通計(jì)算機(jī)，它與有關(guān)的外部設(shè)備，按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一體”和“便于擴(kuò)充功能 ”的原則來(lái)設(shè)計(jì)。用可編程控制器代替了繼電器接觸器的控制，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制功能，并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性等有點(diǎn)，用程序代替硬接線，并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，用程序代替硬接線，減少了重新設(shè)計(jì)，重新接線的工作，此種控制器借鑒計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言，利用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言 ”編程，其標(biāo)志性語(yǔ)言是極易

9、為it 電器人員掌握的梯形圖語(yǔ)言，使得部熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。這樣，工作人員不必在變成上發(fā)費(fèi)大量地精力，只需集中精力區(qū)考慮如何操作并發(fā)揮改裝置地功能即可，輸入、輸出電平與市電接口，市控制系統(tǒng)可方便地在需要地地方運(yùn)行。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。1969 年，第一臺(tái)可編程控制器pdp14 由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）制作成功，并在gm 公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，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)入九十年代后，工業(yè)控制

10、領(lǐng)域幾乎全被plc 占領(lǐng)。國(guó)外專家預(yù)言，plc 技術(shù)將在工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（ plc、機(jī)器人和cac/cam）種躍居首位。我國(guó)在八十年代初才開(kāi)始使用plc，目前從國(guó)外應(yīng)進(jìn)的plc 使用較為普遍的由日本omron 公司 c 系列、三菱公司f 系列、 ge 公司 ge 系列和德國(guó)西門(mén)子公司s 系列等。1.2 plc 的發(fā)展的發(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)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，plc 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三各階段： 基于 plc 與變頻器水塔水位控制6早期的 plc 一般稱為可編程邏輯控制器。這是的 plc 多少由電繼

11、電器控制裝置的替代物的含義，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。它在硬件上 以計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 i/o 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置種的器件主要采用分離元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上采用廣大電器工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖。因此，早期的 plc 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，能耗低，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。在七十年代，微處理器的出現(xiàn)使 plc 發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一

12、些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為 plc 的中央處理單元（cpu） 。這樣，使 plc 的功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。再硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量快、遠(yuǎn)程 i/o 模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，是各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 plc 的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。進(jìn)入八十年代中、后期，由于插大規(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)格大幅度下跌，使得各種類型的 plc 所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高 plc 的

13、處理速度，各制造廠商紛紛開(kāi)發(fā)研制了專用邏輯處理芯片。這樣使得plc 軟、硬功能發(fā)生了巨大變化。1.3 plc 的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)plc 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同， 、中央處理單元(cpu)，如下圖所示。 基于 plc 與變頻器水塔水位控制7一、中央處理單元一、中央處理單元(cpu)中央處理單元(cpu)是 plc 控制中樞。它 plc 系統(tǒng)程序賦予功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o 以及警戒定時(shí)器狀態(tài)，并能診斷用戶程序中語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng) plc 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 i/o 映

14、象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入 i/o 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 i/o 映象區(qū)各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。進(jìn)一步提高 plc 可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 plc 還采用雙 cpu 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu 表決式系統(tǒng)。這樣，某個(gè) cpu 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。二、存儲(chǔ)器二、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。1、plc 常用存儲(chǔ)器類型（1）ram （random assess memory） 這是一

15、種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。（2）eprom（erasable programmable read only memory）這是一種可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。 基于 plc 與變頻器水塔水位控制8（3）eeprom(electrical erasable programmable read only memory)這是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易對(duì)其所存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。2、plc 存儲(chǔ)空間分配各種 plccpu 最大尋址空間各不相同，plc 工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域

16、：（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)（2）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）（3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化 eprom 中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該 plc 性能。系統(tǒng) ram 存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng) ram 存儲(chǔ)區(qū)包括 i/o 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。（1）i/o 映象區(qū)：plc 投入運(yùn)行后，輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)

17、外設(shè)。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元(ram)以存放 i/o狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 i/o 映象區(qū)。一個(gè)開(kāi)關(guān)量 i/o 占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)位（bit） ，一個(gè)模擬量 i/o 占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)字（16 個(gè) bit） 。整個(gè) i/o 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量 i/o 映象區(qū)；模擬量 i/o 映象區(qū)。（2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) ：i/o 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) ram 存儲(chǔ)區(qū)還包括 plc 內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持存儲(chǔ)區(qū)域，前者 plc 斷電時(shí)，由內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng) plc 斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零

18、。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：主要用來(lái)存放用戶的應(yīng)用程序。所謂用戶程序時(shí)指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的的產(chǎn)生過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。次程序由使用者通過(guò)編程器輸入到 plc 機(jī)的 ram 存貯器中，以便于用戶隨時(shí)修改。也可將用戶程序存放在 eeprom 中。三、輸入三、輸入/輸出模塊輸出模塊輸入/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)程連接的借口。現(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)輸入模塊送到 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，所以輸入模塊還需將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成 pl

19、c能夠接受和處理的數(shù)字信號(hào)。輸入模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接收的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī) 基于 plc 與變頻器水塔水位控制9構(gòu)。可編程控制器有多種輸入/輸出模塊其類型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類型，每種類型又有不同的參數(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)字量輸入模塊帶有廣電耦合電路，其目的是把 plc 與外部電路隔離起來(lái)，以提高

20、 plc的抗干擾能力。數(shù)字兩輸出有繼電器輸出、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)中有傳感器或執(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)光電耦合器和輸出鎖存器宇 plc 的 1/0 總線掛接。現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是 05 伏和 010 伏兩種。另外還有：0somv、0iv、5+sv、10+10v，010ma 等。模擬量輸入模塊接收標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流猴，把它轉(zhuǎn)換成 8 未

21、、10 未或12 位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行處理。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)，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)控制中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，使可編程控制器的功能更加強(qiáng)大和完善。只能 i/o 接口模塊種類很多，例如高速計(jì)數(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、智能存貯弄快以及智能 i/o 模塊等。五、編程器五、編程器它的作用是供用戶進(jìn)行

22、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，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來(lái)或存放在它的作用是供用戶進(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型：1.便攜式編程器(也叫簡(jiǎn)易編程器)；2.圖形編程器； 基于 plc 與變頻器水塔水位控制103.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(lcd)或陰極射

23、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月多種編程語(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ibmpc及其兼容機(jī)的編程器是個(gè)人計(jì)算機(jī)加上適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖鳛榫幊唐鳎部芍苯泳幹瞥商菪螆D，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)已有的程序

24、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)控制器中新輸入程序的調(diào)試與試運(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，以選擇其中一種方式工作。現(xiàn)在產(chǎn)品越來(lái)越模塊化，可編程控制器也不例外，它的結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)

25、固，外形小巧，cpu本身只提供了一定數(shù)量的數(shù)字輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。不同廠家、不同型號(hào)的plc的輸入輸出點(diǎn)數(shù)也不同，有的大型機(jī)輸入輸出點(diǎn)數(shù)可達(dá)16k，而很多小型機(jī)僅有10來(lái)點(diǎn)，而且cpu本身不帶模擬輸入與輸出，但cpu一般都帶有擴(kuò)展接口。因此，用戶選型后，所需的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，就需對(duì)系統(tǒng)做出必要的擴(kuò)展，各個(gè)廠家也生產(chǎn)了專用于擴(kuò)展用的各模板供用戶選用。擴(kuò)展模板的外形一般也小巧、堅(jiān)固，有易于接線的端子排，帶有擴(kuò)展總線或通過(guò)總線連接器與cpu相連。主要有數(shù)字輸入輸出模板，模擬輸入輸出模板，熱電阻、熱電偶擴(kuò)展模板，還有智能模板等許多具有專用功能的特殊模板。用擴(kuò)展模板來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：用戶可根據(jù)

26、自己時(shí)間控制系統(tǒng)的要求，選用各種合適的擴(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，所作的工作僅僅是替換或增加擴(kuò)展模板和修改相應(yīng)的控制軟件。特殊模板及智能模板的開(kāi)發(fā)將進(jìn)一步擴(kuò)展可編程控制的功能，專用模板的開(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 基于 plc 與變頻器水塔水位控制11步提高 控制質(zhì)量與可靠性。六、電源六、電源plc中的電源一般有三類：1、+5v、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大電流的功率電源；3、鋰電池及其充電電源。考慮

27、到系統(tǒng)的可靠性以及光電隔離器的使用，不同類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，各種特殊功能模板不斷涌現(xiàn)。通常根據(jù)其i/o點(diǎn)的數(shù)量將 plc分為三大類：小型機(jī)：256點(diǎn)以下（4k以下） ； 中型機(jī)：256 2048點(diǎn)（232k） ； 大型機(jī)：2048點(diǎn)以上（32k以上） 。 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常采用模板式結(jié)構(gòu)，以便用戶根據(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。1.4 plc 特點(diǎn)特點(diǎn)(一) 抗干擾能力強(qiáng),可靠性高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

28、與 plc 內(nèi)部電路之間電氣上隔離2. 各輸入端均采用 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旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況 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),使可靠性更進(jìn)一步提高(二) 功能完善,擴(kuò)展能力強(qiáng) 基于 plc 與變頻器水塔水位控制121. 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；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。2. 有相應(yīng)的 i/

29、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。3. 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) plc 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),安裝,調(diào)試方便為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型 plc 以外，絕大多數(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)用戶的需要自行組合。(四) 編程方便,易于使用plc 的編程大多采用類似于繼電器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)

30、的專門(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 不需要專門(mén)的機(jī)房可以在各種工業(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)，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過(guò)更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。(六)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性強(qiáng),應(yīng)用靈活 plc 產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn),品種齊全,外圍模塊品種也多,可由各種外圍組件靈活組成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。1.5 plc 的工作原理的工作原理最初研制生產(chǎn)的 plc 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電

31、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觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在 100ms 以上，而 plc 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于 100ms，因此， 基于 plc

32、 與變頻器水塔水位控制13plc 采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)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。 1、掃描技術(shù) 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。如下圖：plc 掃描周期（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 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在

33、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，如果輸入是脈沖信號(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）用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(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

34、殊功能指令。即，在用戶程序執(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。 （3）輸出刷新階段 基于 plc 與變頻器水塔水位控制14當(dāng)掃描用戶程序結(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，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)

35、，才是 plc 的真正輸出。2、plc 的 i/o 響應(yīng)時(shí)間為了增強(qiáng) plc 的抗干擾能力，提高其可*性，plc 的每個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，plc 采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式（掃描技術(shù)） 。以上兩個(gè)主要原因，使得 plc 得 i/o 響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。所謂 i/o 響應(yīng)時(shí)間指從 plc 的某一輸入信號(hào)變化開(kāi)始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。如下圖：plc 掃描周期示意圖1.6 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析

36、 基于 plc 與變頻器水塔水位控制15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、串并聯(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。指令是用英文名稱的縮寫(xiě)字母來(lái)表達(dá)plc的各種功能的助記符號(hào)，類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言。由指令構(gòu)成的能夠完成控制任務(wù)的指令組合就是指令表，每一條指令一般由指令助記符和作用器件編號(hào)組成，比較抽象，通常都先用其它方式表達(dá)，然后改

37、寫(xiě)成相應(yīng)的語(yǔ)句表，編程設(shè)備簡(jiǎn)單價(jià)廉。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語(yǔ)言(sfc)類似于計(jì)算機(jī)常用的程序框圖，但有它自己的規(guī)則，描述控制過(guò)程比較詳細(xì)具體，包括每一框前的輸入信號(hào)，框內(nèi)的判斷和工作內(nèi)容，框后的輸出狀態(tài)。這種方式容易構(gòu)思，是一種常用的程序表達(dá)方式。高級(jí)語(yǔ)言類似于bacic語(yǔ)言、c語(yǔ)言等，它們?cè)谀承S家的plc中應(yīng)用。通常微、小型plc主要采用繼電器梯形圖編程，其編程的一般規(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

38、，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“l(fā)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

39、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。 基于 plc 與變頻器水塔水位控制16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

40、理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。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。 基于 plc 與變頻器水塔水位控制17第二章 水塔水位系統(tǒng) plc 硬件設(shè)計(jì)水塔水位控制裝置圖2.1 要求獨(dú)立完成水塔水位控制要求獨(dú)立完成水塔水位控制 plc 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試1）保持水池的水位在 s3s4 之間，當(dāng)水池水位低于下限液位開(kāi)關(guān) s3，此時(shí) s3 為on，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里

41、注水，當(dāng) 5s 以后，若水池水位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān) s3 時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)；若系統(tǒng)正常運(yùn)行，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān) s3 為 off，表示水位高于下限水位。當(dāng)頁(yè)面高于上限水位 s4 時(shí)，則 s4 為 on，電磁閥關(guān)閉。2）保持水塔的水位在 s1s2 之間，當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位開(kāi)關(guān) s2 時(shí)，則水塔下限液位開(kāi)關(guān) s2 為 on，則驅(qū)動(dòng)電機(jī) m 開(kāi)始工作，向水塔供水。當(dāng) s2 為 off 時(shí)，表 基于 plc 與變頻器水塔水位控制18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開(kāi)關(guān) s1 時(shí)，則 s1 為 on，電機(jī) m 停止抽水。3) 在控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，若水槽水位低于水槽最

42、低水位時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 plc 發(fā)出信號(hào)，plc 根據(jù)此信號(hào)打開(kāi)補(bǔ)水泵向水槽補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到水槽最高水位時(shí)液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 plc 發(fā)出信號(hào)停止補(bǔ)水泵的工作，當(dāng)水塔水位達(dá)到最低水位時(shí)，液位傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 plc 輸出，plc在收到信號(hào)后啟動(dòng)水泵向水塔加水，當(dāng)水塔水位達(dá)到最高水位時(shí)傳感器將水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向 plc 發(fā)出信號(hào)停止水泵的工作。4)當(dāng)水塔水位低于下限水位時(shí)，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，電機(jī) m 不能啟動(dòng)。2.22.2 水位傳感器的選擇水位傳感器的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求所選傳感器要求在水面和水底都可以使用，且要考慮到對(duì)水質(zhì)的影響

43、，所以選擇超聲波液位傳感器 u9uls 系列的 u9uls10/100 系列。u9uls 系列超聲波液位傳感器開(kāi)關(guān)使用范圍非常廣。具有焊接的不銹鋼傳感器探頭，沒(méi)有縫隙不會(huì)泄露，另外沒(méi)有易損的活動(dòng)部件，它不會(huì)受溫度、壓力、密度和液體類型等參數(shù)的影響。在大多數(shù)情況下，電子設(shè)備放在鑄鋁的，nema 4/nema 7 防爆且防水的殼體中。u9uls 具有以下特點(diǎn)：可應(yīng)用于多種液體中 可承受高達(dá) 1000psi 的壓力不受氣泡、蒸汽、雜質(zhì)后湍流等因素的影響。長(zhǎng)度達(dá) 121in(303.3cm)可安裝在側(cè)面、頂部或底部工作原理：u9uls 系列是根據(jù)超聲波理論工作的。當(dāng)超聲波在空氣中傳播時(shí)，會(huì) 基于 pl

44、c 與變頻器水塔水位控制19被嚴(yán)重衰減 相反地，如果在液體中傳播時(shí)，超聲波的傳播會(huì)被大大增強(qiáng)。電子控制單元發(fā)出一系列的電信號(hào)，傳感器將其轉(zhuǎn)化為超聲能量脈沖，并在被探測(cè)區(qū)內(nèi)傳播。當(dāng)另一端接到有效信號(hào)時(shí)，就發(fā)出數(shù)據(jù)有效的信號(hào)，表明有液體存在。這個(gè)信號(hào)輸送到繼電器，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)。 u9uls100 系列產(chǎn)品具有性能優(yōu)異的傳感器探頭，可在溫度為 300f 和壓力為 1000psi 的情況下良好的工作。 u9uls10 系列產(chǎn)品為更靠近池底，將頂端的探頭設(shè)計(jì)成缺口形狀。控制電路設(shè)計(jì)成小型，密封的結(jié)構(gòu)，可安裝在遠(yuǎn)程的控制地點(diǎn)。特點(diǎn)：10a 的繼電器輸出115/230v ac，12v dc 或 24v

45、dc 輸入高增益。無(wú)需效準(zhǔn)，工作溫度可達(dá) 300 長(zhǎng)度可達(dá) 151.5cm表 5.1 主要技術(shù)指標(biāo)輸入電壓115/230v ac，50/60hz 或 12/24v dcu9uls10 系列增益300：1u9uls100 系列增益1000：1u9uls10 系列輸出10 a dpda 繼電器滅火兩線制，4ma-干；20 ma- 濕u9uls100 系列輸出10 a dpdt 繼電器延時(shí)0.5s重復(fù)性2mm外殼nema 4/nema 7,防水防爆罩，環(huán)氧涂層，鑄鋁。2.3 水塔水位系統(tǒng)控制電路水塔水位系統(tǒng)控制電路給排水工程中常使用三相異步電動(dòng)機(jī)， 水泵上的電動(dòng)機(jī)一般都是單向旋轉(zhuǎn)有以下控制:在水塔水

46、位檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)水位傳感器檢測(cè)實(shí)際水位的高度，當(dāng)水位低于最低水位時(shí)向 基于 plc 與變頻器水塔水位控制20plc 發(fā)出信息啟動(dòng)水泵，經(jīng)過(guò) 4 分鐘檢測(cè)水塔水位是否提高來(lái)控制水泵的工作，當(dāng)水位達(dá)到最高水位時(shí)向 plc 發(fā)出控制信息停止水泵工作。供水系統(tǒng)的基本原理如圖 所示，水位閉環(huán)調(diào)節(jié)原理是：通過(guò)在水塔中的水位傳感器，將水位值變換為電流信號(hào)進(jìn)入 plc，執(zhí)行較后程序，通過(guò)水泵的開(kāi)關(guān)對(duì)水塔中的水位進(jìn)行自動(dòng)控制水塔水位系統(tǒng)控制主電路圖 基于 plc 與變頻器水塔水位控制212.4 輸入輸入/輸出分配輸出分配2.4.1 列出水塔水位控制系統(tǒng)列出水塔水位控制系統(tǒng) plc 的輸入的輸入/輸出接口分配表輸

47、出接口分配表水塔水位系統(tǒng) plc 的輸入/輸出接口分配表輸入繼電器輸入變量名輸出繼電器輸出變量名x0控制開(kāi)關(guān)y0電磁閥x1水塔上限液位開(kāi)關(guān)y1電機(jī) mx2水塔下限液位開(kāi)關(guān)y2水池下限指示燈 a1x3水池下限液位開(kāi)關(guān)y3水池上限指示燈 a2x4水池上限液位開(kāi)關(guān)y4水塔下限指示燈 a3y5水塔上限指示燈 a4y6報(bào)警指示燈 a5 基于 plc 與變頻器水塔水位控制222.4.2 水塔水位系統(tǒng)的輸入水塔水位系統(tǒng)的輸入/輸出設(shè)備輸出設(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)書(shū)有 8 個(gè)，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有 13 個(gè)，只需選用一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，水塔水位控制系統(tǒng)的 i/o 接線圖如下： 基于 plc 與變頻器水塔水位控制23第三章 水塔水位控制系統(tǒng) plc 軟件設(shè)計(jì)3.1 工作過(guò)程工作過(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)行程序是，檢測(cè)到水池為液位低于水池下限位時(shí)，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里進(jìn)水，如果進(jìn)水超過(guò)5s，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5s只有水池液位按預(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，電機(jī)m開(kāi)始工作，向水塔供水，當(dāng)