基于PLC的水塔智能水位控制系统的设计.docx

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1、目录刖舌1第一章P1C相关介绍21.1 可编程控制器21.2 P1C的基本结构31.2. 1中央处理单元31.2.2存储器P1C31.2.3输入/输出模块41.2.4扩展模块41.2.5编程器51.2.6电源51.3 P1C的控制原理61.3. 1输入采样阶段61.4. 2用户程序执行阶段61.5. 3输出刷新阶段61.4 P1C的特点71.4. 1高可靠性71.4. 2丰富的I/O接口模块71.5. 3采用模块化结构71.6. 4编程简单易学71.7. 5安装简单，维修方便8第二章水塔水位控制系统P1C硬件设计82.1 水塔水位控制系统设计要求水塔水位控制82.2 水塔水位控制系统主电路82

2、.3 I/O接口分配92.3.1列出水塔水位控制系统P1C的输入/输出接口分配表。92.3.2水塔水位控制系统的I/O设备9第三章水塔水位控制系统P1C软件设计103.1程序流程图103.2梯形图程序设计及工作过程分析113.2 .1工作过程123.3 2.2水塔水位控制系统梯形图12第四章水塔水位控制系统的组态设计143.4 1组态软件概述154.2 组态软件在我国的发展154.3 组态软件的功能特点发展方向164.4 建立W1NCe组态画面164.4.IWINCC组态画面164.4.2画面演示16结论22致谢错误!未定义书签。参考文献23摘要现在P1C广泛应用于我们生活上的多个领域。这是因

3、为P1C具有以下特点:易学易用，使用简单，维护简单、集成高。P1C未来会往集成能力加强，低成本、低容量和更大的通信容量的方向发展。水塔水位控制采用P1C系统，可以有效提高生产力，减少劳动强度。关键词：高集成度；通信组网；水塔水位；P1CAbstractNowP1Ciswide1yusedinmanyareasofour1ife.ThisisbecauseP1Chasthefo11owingcharacteristics:easyto1eam,easytouse,easytouse,easytomaintain,highintegration.Inthefuture,P1Cwi11strengt

4、henitsintegrationcapabi1ities,with1owcost,1owcapacityand1argercommunicationcapacity.P1Csystem,whichcaneffective1yimproveproductivityandreduce1aborintensity.Keywords:highintegration;communicationnetworking;watertowerwater1eve1;P1C20世纪70年代，可编程控制器逐渐发展起来，其可靠性高、劳动效率高等特点让其广泛应用于机械生产、交通、生物化工等行业。又由于计算机技术的快速发

5、展，大大丰富了可编程控制器的编程软件和技术，提高控制能力。进入改革开放初期，由于我国的工业生产水平还比较落后，生产效率较低,而美国、欧洲、日本等强国的工业发展水平比较高，他们都向自动化水平发展,生产效率远高中国，所以经济水平也就比中国高。当今我国正处于工业发展阶段,急需提高生产水平，向中国遍及可编程控制器的技术，这在我国工业发展中是一个重要的一部分和有一定的意义。早期的P1C通常被称为P1C控制程序。作为一个多或少的继电器控制装置的选择，它的主要功能是完成原始的OH污染控制。继电器，等。它发生在计算机硬件的形式，并在卜。改进。满足工业控制的需要设备主要用于分离和小和小的集成电路和母亲的记忆o此

6、外,铁也有措施来提高其抗干扰能力。在软件编程中，最常见的梯形技术是利用P1C实现的。在继电器控制装置,其优点包括易于理解,安装，体积小，功耗低等。在科学技术的快速发展下，当今P1C的规模已远远大于20年代70世界的规模，从一开始的1为机已经发展成了现在的16位和32位微处理器构成的P1C,其功能满足于多种领域的需求。在许多科学家的不断研究，P1C技术越来越发达,越来越成熟，大大提高了劳动效率，在对产品进行编程调试时更简洁方便，现已成为工业生产中一个重要的组成部分。P1C处理速度也越来越快，很多制造厂商都研究开发特定的逻辑处理芯片。美国、英国、日本等国家也都在不断发展P1C行业，中国也会跟随这个

7、脚步，不断发展P1C,向产品规模两极化发展，一个是适用于小型自动控制，制造出性价比高、运算速度快和超小型的P1C产品。另一个是超告诉、体积容量大的大型P1C发展。在二十世纪其实年代，微处理器逐渐出现在人们的视野里。微处理器功能强大，已逐渐成为CPU的核心，很多国外厂家如大洋彼岸某发达国家制造商都在跟进进度，将微处理器的生产作为工业生产的核心。微处理器的出现，使P1C的工作有了质的飞跃。无论在软件或者硬件方面，工作效率都有了明显提高。二十世纪八十年代，大量集成电路技术出现，其竞争对手的市场都受到相应影响。微处理器销量下降，为了满足P1C的需求，很多供应商分别提高了微处理器的档。P1C的发展有了很

8、大的进制。第一章P1C相关介绍1.1可编程控制器可编程控制器,主要应用于工业环境。微处理器是其主要部件，简称P1CoP1C拥有用来运行逻辑运算的存储器。这个存储器可以进行程序解读，在工业生产环境有着很重要的作用。继电器-接触系统是由开关、接触器等元件构成的一种控制系统，完成工业生产的各种需求，现今仍广泛应用于各个领域，工作顺序条理有序。继电器-接触系统的产生影响着可编程控制器。非常适用于要求比较单一的领域，至今仍有广泛的用途。如果改变工作模式，就其硬件系统和接线等都会有等同的变化，这种变动的改造时间比较长久，价格也比较昂贵，所以客户会选择丢掉旧控制，选择使用另一个新控制柜。由于当今工业生产的发

9、展越来越迅速，在市场上的竞争力也越来越激烈，很多产品刚上架不久就必须更换新一代的产品以供应当前的需求，生产模式已经发生翻天覆地的变化，跟以往的生产模式完全相反，变得更实用方便，品种越来越多，批量越来越小。例如美国GM公司就发现了继电器的更新的速度慢，不符合当前的社会需求汽车公司（GM公司）。他们采用持续跟新，满足客户的需求，向世界提供一种标准，共同创造一种全新的工业控制装置，即GMIO条。序号GX1O条的指标1编程简单，可在现场修改程序2维护方便，最好是插件式3可索件高广继电解控制柜4体枳小继电器控制柜5可将数据直接送入管理计算机6在成本上可与维电器控制柜竞争一输入可以是交流115V8输出可以

10、是交流115V、2A以上，可以比按卵动电磁阀9在扩展时，原有系统只要很小变史10用户程序存储器容量至少能扩展4匹以上就是P1C的最基本功能，P1C有着“更容易与工业控制系统形成一体”和“更好地扩大功能”的特点，与普通计算机大有不同。可变控制器受到了比继电器-接触器的控制更广泛地应用，这是因为可变控制器具有可靠性强，计算机功能丰富，具有逻辑控制能力，大量减少了设计接线的步骤，可变控制器操作简单，通俗易懂，就算不了解计算机的使用者也可以使用，大量减少了工作人员在编程上花费的时间，把精力集中于该怎么发挥装置的功能，很多地方都需要这种技术，比如输入、输出电平。采用编程控制，可实现控制功能，具有灵活性。

11、硬盘驱动器的设计和跟踪程序该控制器使用先进的计算机语言和面向过程控制和面向问题的编程语言。它的符号语言对不熟悉计算机的人来说很方便。因此，员工不需要花太多的精力来编程，他们只需要专注于如何使用设备。作品输入和输出连接到主电源，可以很容易地在一个控制系统。因此，公司广泛应用于工业的各个领域。随着科技的发展，大量其他装置不断出现，P1C的核心微处理器一直在更新，变得更加方便，使得P1C的发展很快。在二十世纪九十年代初，P1C几乎应用于所以工业控制领域。1.2P1C的基本结构P1C也是一种计算机，但是它的原理跟普通的计算机不一样。它的核心是工业控制。不过硬件组成部分跟普通计算机差不多。如图IT所示：

12、图ITP1C控制系统示意图1.2.1中央处理单元CPU可以保证P1C正常工作，是P1C的主要核心。CPU也可以控制P1C运行，在控制系统中起着很重要的作用。它接收系统程序存储器里面的指令和数据，判断其中出现的语法错误，实现逻辑运算，保证系统内部各部分工作正常进行。由于单一中央处理单元适用度较小，可靠性低。最近几年大型P1C使用了双中央处理单元和三中央处理单元的表决式系统，通过这种系统去提高P1C的可靠性，就算其中一个CPU出现坏掉的情况时，整个系统依然可以正常运行。1.2.2存储器P1C有两种不同的存储器，其中一种是系统程序存储器，顾名思义，就是一种存放系统软件的存储器，使用者不能更改和访问这

13、存储器里面的数据。另外一种是用户程序存储器，用作存放工作内容和应用程序的存储器，这种存放工作内容状态的使用者存储器也叫做数据存储区。可编程控制器的存储器主要有以下几种：(1)随机存储存储器，其拥有多种功能，读写存储器是它的另一个术语。其功能是将客户的数据存放起来，创建一个区域，方便客户运行或者进行更改。当关闭电源时，存储的数据将会遗失。RAM是一种密度很高、消耗功率低、价格低廉的存储器，通常用锂电池当作电源，使用寿命通常是2至5年。(2) EPROM在关闭电源时，存储器内的数据会始终保存，有不会容易失去的特点。(3) EEPROM,RAM会不规则的存放和容易修改存放的数据，电可擦除存储器用来存

14、放使用者的数据和用户程序。P1C存储空间有3个区域:序号1系统程序存储区2系统RAM存储区3用户程序存储区系统程序存储区：即存放类似于计算机系统类的系统程序，由商家固定在可擦除存储器中，使用者无法直接获取该系统，这跟硬件共同决定了P1C的功能指标。系统RAM存储区:包含了各种软设备和输入输出映像区，如：累加器、高速计数器、模拟量输入映像寄存器、模拟量输出映像寄存器、计时器等等系统软设备存储区：该区有两种不同的存储区域,其中一种是当电源关闭时，数据仍能保持的存储区，电源关闭时由锂电池提供电能；另外一种时当电源持续开着时，那保存数据的存储区，但电源关闭时数据会被清除。输入输出映像区：需要一定量的R

15、AM去存放输入输出的数据内容，才能够将数据送到对应的设备。即存储数据的内容的单元。开关量和模拟量占据大小不一样。分别是Ibit和16bit0用户程序存储区：把客户的程序传送到该区，用户可以随时修改。12.3输入/输出模块输入/输出模块是连接可编程控制器和工业生产流程的连接口，需要将接收到的输入量全部转换成标准电平和可以处理的数字信号，才能将输入量传送到可编程控制器，输出模块将接受的数据转换成可用信号，比如电动机、继电器。其形式也有很多种，数字类型就是其中的一种形式。在现代工业生产都有广泛地应用。这些模块还可以分为电流、电压、直流、交流等不同模块，这些模块都具有电平转换、过滤波信号等功能，可以更方便地处理出无期望的干扰噪音，有易于P1C内部对信号的处理。设计数字量模块的光合电路，其目的是分开P1C和外部电路，增强抗干扰功能。因为工业生产控制系统存在一些不断更改的模拟量，所以这些模拟量都需要通过模拟量输入/输出模块与可控制编程器的CPU连接，驱动特殊的信号，方便执行动作。在模拟电压或电流的标准化后，量子模块转换成八位、十位或十二位数字信号系统。将模拟CPU模块。标准电流范围内的电压或输出信号的二进制数字信号12.4扩展模块随着科学技术的发展，现如今已