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1、毕业论文题目：水塔水位 PLC 控制程序目 录摘 要 .2前言 .2可编程控制器的产生.2 PLC 的发展 .5 PLC 的基本结构 .6 PLC 特点 .11 PLC 的工作原理 .12 梯形图程序设计及工作过程分析.12 水塔水位系统 PLC 硬件设计.17要求独立完成水塔水位控制 PLC 系统设计与调试。.17 水塔水位系统控制电路.18 输入/输出分配.18 列出水塔水位控制系统 PLC 的输入/输出接口分配表.19 水塔水位系统的输入/输出设备.20 水塔水位控制系统PLC 软件设计.21工作过程.21 程序流程图.22 梯形图.23 水塔水位控制系统梯形图的对应指令表.24 结束语
2、 .25参考文献.26水塔水位控制 PLC 系统设计摘 要在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用 PLC 进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用 MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。关键词： 水位控制、三菱 PLC fx2n前 言可可编
3、编程程控控制制器器的的产产生生可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入 /输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了 PLC 过程控制能力。因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。可编程控制器 (Programmable Controller)也可称逻辑控制器(P
4、rogrammable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC。为了与个人电脑（也简称PC）相混淆通常将可编程控制器称为PLC。可编程控制器的产生和继电器接触器控制系统有很大的关系。继电器接触器控制已经有伤百年的历史，它是一种弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的有优点。对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常使用，至今仍有广泛的用途。但是当工作模式改变时，就必须改变系统的硬件接线，控制柜中的物件以及接线都要作相应的变动，改造工期长、费用高，用户宁愿扔掉旧控制柜，另做一个新控
5、制柜使用，阻碍了产品更新换代。随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM 公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器接触器控制。其对新装置性能提出的要求就是著名的 GM10 条，即:1. 编程方便，现场可修改程序；2. 维修方便，采用模块化结构；3. 可靠性高于继电器控制装置；4. 体积小于继电器控制装置；5. 数据可直接送入管理计算机；6. 成本可与继电
6、器控制装置竞争；7. 输入可以是交流 115V；8. 输出为交流 115V，2A 以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9. 在扩展时，原系统只要很小变更；10. 用户程序存储器容量至少能扩展到 4K。这十项指标就是现代PLC 的最基本功能，值得注意的是PLC 并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能 ”的原则来设计。用可编程控制器代替了继电器接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性等有点，用程序代替硬接线，并且具有计算机功能灵活、通用性能强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，重新接线的工作，此种控制器借鉴计算机的高
7、级语言，利用面向控制过程，面向问题的“自然语言 ”编程，其标志性语言是极易为IT 电器人员掌握的梯形图语言，使得部熟悉计算机的人也能方便地使用。这样，工作人员不必在变成上发费大量地精力，只需集中精力区考虑如何操作并发挥改装置地功能即可，输入、输出电平与市电接口，市控制系统可方便地在需要地地方运行。所以，可编程控制器广泛地应用于各工业领域。1969 年，第一台可编程控制器PDP14 由美国数字设备公司（DEC）制作成功，并在GM 公司汽车生产线上使用取得良好的效果，可编程控制器由此诞生，在控制领域内产生了历史性革命。PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的发展，大规模、超大规模集成电路不断出现，
8、数据通信技术不断进步，PLC 迅速发展。 PLC 进入九十年代后，工业控制领域几乎全被PLC 占领。国外专家预言，PLC 技术将在工业自动化的三大支柱（ PLC、机器人和 CAC/CAM）种跃居首位。我国在八十年代初才开始使用PLC，目前从国外应进的PLC 使用较为普遍的由日本 OMRON 公司 C 系列、三菱公司F 系列、灭国 GE 公司 GE 系列和德国西门子公司 S 系列等。PLCPLC 的发展的发展虽然 PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分为三各阶段：早期的 PLC 一般称为
9、可编程逻辑控制器。这是的 PLC 多少由电继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上 以计算机的形式出现，在 I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置种的器件主要采用分离元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上采用广大电器工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。因此，早期的 PLC 的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指示，能重复使用等。其中PLC 特有的编程语言梯形图一直沿用至今。在七十年代，微处理器的出现使 P
10、LC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为 PLC 的中央处理单元（CPU） 。这样，使 PLC 的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。再硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量快、远程 I/O 模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，是各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使 PLC 的应用范围得以扩大。进入八十年代中、后期，由于插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
11、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。PLCPLC 的基本结构的基本结构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。一、中央处理单元一、中央处理单元(CPU)(CPU)中央处理单元(CPU)是 PLC 控制中枢。它 PLC 系统程序赋予功能接收并存储从编程器键入用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器状态，并能诊断用户程序中语法错误。当 PLC 投入运行时，首先它以扫描方式接收现场各输入装置状态和数据，并分别存
12、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、存储器二、存储器存放系统软件存储器称为系统程序存储器。存放应用软件存储器称为用户程序存储器。1、PLC 常用存储器类型（1）RAM （Random Assess Memo
13、ry） 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）这是一种可擦除只读存储器。断电情况下，存储器内所有内容保持不变。紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除只读存储器。使用编程器就能很容易对其所存储内容进行修改。2、PLC 存储空间分配各种 PLCCPU 最大寻址空间各不相同，PLC 工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：（1）系统程序存储区（
14、2）系统 RAM 存储区（包括 I/O 映象区和系统软设备等）（3）用户程序存储区系统程序存储区：系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化 EPROM 中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该 PLC 性能。系统 RAM 存储区：系统 RAM 存储区包括 I/O 映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。（1）I/O 映象区：PLC 投入运行后，输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，输出刷新阶段才将输出状态和数据送至相应外设。它需要一定数量存储单元(RAM)以存放 I/O状态和数据，这些
