毕业设计方案基于plc的液位控制新版系统.doc

毕 业 设 计（论文）题 目：基于PLC液位控制系统-下位机设计学生姓名： 学 号： 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 1126班 指引教师： 5 月 22 日 摘 要随着当今社会科学技术迅猛发展，各类监测并调控液位系统对自动化限度规定也越来越高，原有水位控制系统，已远远不能满足当前高度自动化需要。本课题是研究通过PLC系统来控制水位，监控组态来模仿监控界面，实现生产自动化，可视化。本课题一方面设计PLC控制系统，依照规定实现功能分派IO口，接线，然后编制通过V4.0 step 7软件进行梯形图编辑、运营，并把现场水塔水位状况实时传送给上位机，上位机采用力控组态软件进行监控。监控组态界面是通过ForceContro7.0进行监控界面编写、运营。一方面设计监控界面，设立通信参数和IO口，使得上下位机可以可靠通信。本水位控制系统以PLC为控制核心，具备开始和停止功能，这是一种PLC控制自动调节控制系统。应用此控制系统能明显提高劳动效率，减少劳动强度。核心词：PLC 监控组态 STEP7 力控AbstractWith the rapid development of science and technology in todays society.All kinds of monitoring and control system of liquid level of automation are increasingly high requirements.The original control system of water level，can not meet the current needs of the highly automated.This project is to research through the PLC system to control water level monitoring，configuration simulation monitoring interface，realizing production automation，visualization.In this paper，the design of PLC control system，according to the functional requirements to achieve the distribution of I/O，then the preparation of wiring，editing，operation ladder through V4.0 step 7 software，and the water level scene of the real-time transmission to the PC，PC monitoring using ForceContro7.0 configuration software.The configuration，operation monitoring interface is edited by ForceContro7.0 software. First，the monitoring interface design，communication parameters setting and I/O port，the computer can reliable communication. The water level control system using PLC as the control core，have open and all stop function，this is a kind of automatic control system PLC control. The application of this control system can significantly improve the work efficiency，reduce labor intensity.Keys words：PLC configuration step7 forcecontrol目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1设计意义及目11.2 课题发呈现状11.3 本设计重要工作2第二章 PLC及SIEMENS S7-20032.1 PLC概述32.1.1 PLC产生及发展32.1.2 PLC构成42.2 PLC特点、性能及分类92.2.1 PLC特点92.2.2 PLC性能指标102.2.3 PLC分类及应用112.3 SIEMENS S7-200系列PLC122.3.1 S7-200系统构成122.3.2 S7-200内存构造122.3.3 S7-200寻址方式132.3.4 S7-200控制指令14第三章 液位控制系统硬件设计163.1 PLC选型163.2 液位传感器（YWCGQ）选型163.3 变频器及PLC连接173.4 电机183.5 系统接线图（见附图3-5）193.6 I/O地址分派19第四章 液位控制系统软件设计204.1 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3软件使用204.1.2 控制程序234.1.3 控制程序通信254.2 程序设计264.3 S7-200仿真29第五章 监控系统设计335.1 ForceContro7.0简介335.2 ForceContro7.0作用335.3 监控系统概述33总结34道谢35参照文献36附录37第一章 绪论1.1设计意义及目基于PLC水位控制系统可以实现生产自动化，使实际操作简朴容易，省时省力。对于减少运营成本，充分运用资源，更大获得利益，是有重要意义。本设计目在于：（1） 培养咱们分析并解决本专业实际工程问题反映速度和独立思考能力，增长实际工作经验。（2） 使学生能对的运用科学技术资料，国标手册、图册等工具研究开发工业项目。（3） 理解液位控制系统工作原理，设计理念和现实意义。（4） 理解控制系统上位机后台开发过程，熟知控制系统下位机硬件选型，连接，程序编写等详细过程。掌握数据互换内容及信息接受发送。（5） 学会运用I/O设备驱动完毕上位机对下位机实时监控。1.2 课题发呈现状从最初理念上来讲，逻辑控制上普遍应用PLC，并且数量巨大，占有主导地位。适合在相对较简朴，过程不复杂简易控制上应用，例如顺序控制和时序控制等场合。当今工业生产对于脱离人力生产需要飞速提高，计算机领域发展也突飞猛进，特别是CPU也飞速发展，不断更新换代，涉及微型计算机同类芯片都可以用作新一代PLC核心解决器选取对象，PLC在此后发展当中必将失去一某些市场份额。但换个角度去思考，现如今某些规模庞大，技术先进，市场占有率高大工业控制器厂商，也迅速尝试将微机业某些最新软件技术移植到当代PLC当中，使其不断完善与改进，增长了更强大功能，也大大提高了设备性能。PLC也早已不只是逻辑控制这样简朴设备了。对于这些当代PLC已经远远不能再简朴理解为过去“可编程逻辑控制器”。显而易见，这些新PLC必将会在后来制动化领域大有作为。PLC是一种与时俱进产品，它最初是受到计算机设计思想启发而研发，经历了几十年发展历程，各个生产厂商在竞争中不断创新、完善，使其更符合自动化发展，更适应自动化实际规定。PLC始终挺立不倒，昂首挺立于工业领域靠就是它无论在如何环境下都能正常精确发挥作用。微型计算机适应艰难恶劣周边环境能力太差，很难适应工业生产现场，因此她是远远不能取代PLC。因而工业生产中离不开PLC，是没有争议。当前中华人民共和国PLC市场本土品牌几乎没有，最受国人青睐品牌有三菱、欧姆龙、西门子、罗克韦尔、施耐德、GE-Fanuc等国际知名公司。大中型PLC欧美品牌市场份额最大，小型PLC日本品牌也实力雄厚，此外，中华人民共和国台湾与韩国也有一小某些市场。网络化、微型化、电脑化和开放性是PLC将来发展重要趋势。在PLC自动化最初时期，其体积庞大并且价格不菲。但近些年以来，微型PLC（不大于32 I/O口）已经问世，价格也只有几百美元。现如今咱们使用PLC同步还要必要使用单独监控组态软件作为辅助工具，PLC后来发展趋势就是在自身系统里自带有与自身硬件相匹配监控组态软件，这样会更受到广大顾客喜欢，也更符合市场需求，也是新商机，更是一种趋势。1.3 本设计重要工作选用西门子S7-200系列PLC来重要控制变频器及水泵等设备达到自动调节液位目，重要实现办法：（1） 运用投入试液位测量器捕获水箱液位信息，将水位传达给输入输出模块；（2） 经A/D转换后，进行数据比较，来控制变频器输出频率变化，于此同步，显示水位详细信息；（3） 本系统设计有自动报警功能，当液位异常超过警戒水位或是低于最低水位就会传递预警；（4） 依照上位机规定还可以水位PID闭环控制，同步把水位数据传送给上位机，实现水位数据实时显示和状态监控。详细任务如下：(1) 以PLC为控制核心硬件电路设计；(2) 依照所提功能完毕硬件接线；(3) 软件设计，实现水位采集和传播以及越限报警；(4) 可以实现水位PID闭环控制。第二章 PLC及SIEMENS S7-2002.1 PLC概述2.1.1 PLC产生及发展可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，1969年第一台可编程序控制器问世。如今PLC已成为工业当代化生产中必不可少，运用率最高，应用最普及，市场占有率最高工业生产控制器。（1） PLC产生PLC产生之前，控制电气装置重要依托继电器，接触器等电子元件来实现操作，并用导线按一定顺序连接。由于其装置庞大，生产费时费力，灵活性差，复杂，事故率高，等诸多不便，人们对于自动控制有了更高规定。68年美国通用汽车公司（GM）招标规定：“软连接代替硬接线 维护以便 可靠性高于继电器控制柜 体积不大于继电器控制柜 成本低于继电器控制柜 有数据通讯功能 输入115V 可在恶劣环境下工作 扩展时，原系统变更要少 顾客程序存储容量可扩展到4K”。其核心思想是用程序代替硬件接线，输入/输出电平可与外部装置直接相连，构造易于扩展。这便是PLC理念雏形。次年美国DEC公司依照这一理念开发出世界上第一台PLC（PDP-14），并成功应用在通用汽车公司生产线上。（2） PLC发展微解决器诞生于20世纪70年代初。微解决器问世后人们不久将其引入PLC，使PLC增长了运算、数据传送及解决等功能，使其真正成为具备计算机特性工业控制设备。此时PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合产物。随着个人计算机普遍运用后，为了更加便捷和凸显可编程控制器功能以及特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller。20世纪70年代中晚期，PLC进入了一种更加贴近实际应用化发展阶段，可编程控制器大规模吸取并采纳计算机技术扩展和改进自身功能功能，使其功能发生了翻天覆地变化。越来越小体积及更美外观，越来越高运算速度、更可靠越来越稳定工业抗干扰设计、越来越精准模仿量运算以及更完善PID功能及越来越低市场价格更加巩固了它在当代工业领域地位。20世纪80年代初，西方先进工业国已经大量使用PLC为工业生产实现了高度自动化。世界上生产可编程控制器国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，一种东西正以不可思议超高速度在飞速发展，那就是PLC。之因此它如此发展迅速，全要归结于当时工业超高速发展，因而，PLC产量有了质奔腾，始终稳定在30%以上。也正是在此过程中，PLC在某些领域撼动了处在统治地位DCS系统。由于PLC在解决模仿量、数字量运算方面，人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域。到上世纪末，可编程控制器朝着更适合当代工业发展特点不断完善与改进。超大型PLC和超小型PLC都相继浮现，为了迎合不同控制规定工业场合。特殊功能单元也种类繁多，扩展了PLC功能。人机交互界面单元、通信单元更加以便人们使用，PLC这些变化，给工业生产自动化增添了强大动力。2.1.2 PLC构成PLC基本构成简朴明了，分为几大某些，每一某些又有各自不同功能模块，详细涉及中央解决器(CPU)、存储器、接受发出信息端口、对外此外连接仪器编程器及提供电能某些这几大某些。其中对外接受和发送信息端口又分为好几类，详细形式见图2-1。PLC分管不同功能每个东西通过总线连起来，对外连接需要按照实际被控对象连接与之相应设备，使之构成一种完整PLC控制系统。图2-1 PLC基本构成（1）中央解决器其简称CPU，是PLC最高档指挥中心。相称于咱们大脑。（2）存储器PLC存储器构成重要有三某些，分别是系统程序存储器，顾客程序存储器和数据存储器。系统程序存储器系统程序存储器是存储PLC生产厂家编写系统程序地方，并且锁定在ROM内，个人顾客不能随意擦出及写入。它使PLC具备基本功能，可以完毕PLC设计者规定各项工作。系统程序质量好坏很大限度上决定了PLC性能。顾客程序存储器及数据存储器顾客存储器又分为顾客程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）这两个存储器，分别负责不同存储任务。顾客程序存储器是专门存储顾客依照实际控制状况详细编写程序地方，程序要采用PLC编程语言编写。这个存储器当中存储单元类型又分为各种，有RAM（随机存取存储器）、EPROM（可擦除可编程序存储器）和EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）。存储器中内容可读可写可修改，顾客可以依照自己需要自行发挥。顾客数据存储器是保存运营程序中器件所使用开关量以及运算过程中产生数据空间。程序容量大小靠就是顾客存储器大小，存储器越大，能开发程序就能越大，这就阐明PLC性能也就越好。判断PLC优劣，很重要指标就是看顾客程序存储器大小。为了以便顾客程序读写，更改，检查，也为了更安全有效保护顾客程序信息，防止程序因断电等意外丢失，因而，普通用RAM用作程序存储器，并备有后备电源。由于RAM抗干扰能力稍差，在程序已经运营并且无误状况下，普通将其固化在只读存储器中。如今电可擦除可编程只读存储器正逐渐成为顾客存储器首选，直接将程序写进EEPROM中已成为时下流行潮流。工作数据指是在PLC运营时始终都在变化、始终都在存取某些数据。工作数据需要随后存取，因而存储在RAM中最恰当。开发人员需要通过编写程序来设定这些器件初始状态，以便更好完毕自动控制目。在管理数据区域中，有这样一种数据保持区，它是能在某些数据在掉电时用后备电池保持原有状态时刻，可以将这些数据保存下来存储区。顾客在开发使用PLC过程中是不会触及系统程序及工作数据，PLC产品阐明书或使用手册中所标明存储器阐明，涉及其形式以及存储器容量都指是顾客程序存储器。功能不强大PLC往往顾客存储器容量小，顾客在开发使用过程中也会浮现信息超过顾客存储器容量状况，为理解决这种状况带来不便，许多PLC尚有存储器扩展功能。常用存储器重要有1.RAM，可读可写随机存储器；2.ROM，只读存储器。ROM又有PROM 、EPROM等各种形式可供顾客依照需要来自行选取，但她们均为可擦除可编程只读存储器。（3）接口要想运用PLC进行完整控制任务，PLC就必要与外界建立联系，接受和发送各种信号就需要输入输出接口。负责接受信息端口是用来接受程序正常运转时所产生各种变量。接受不同变量在PLC中通过特定程序计算解决产生被控信息，这些信息由输出口送出PLC。执行设备接受到输出口传递信号后，带动被控器件动作，最后完毕控制。PLC控制好坏评判很大限度上取决于接口接受和发送信号能力。由于工业生产现场状况复杂多变，干扰也比较强烈，因此接口要有抗干扰能力。此外，工业控制信号种类繁多，类型不一，因此接口还必要有解决不同类别信号能力，满足各类信号匹配能力。输入接口可编程序控制器因需求不同有不同接口。数字量输入接口：普通传感器传递给PLC信号如果是数字量，那么这些数字量就需要由数字量输入接口接受，并把她们转化成能用作PLC内部解决原则信号。数字信号也许由交流电传递也也许用直流电传递，由于这个缘故，接口只能又提成接受直流信号直流输入接口和接受交流信号交流输入接口。如图2-1、图2-2、图2-3所示。图2-1 直流输入接口电路图2-2 交/直流输入接口电路图2-3 交流输入电路由上图可以看到输入接口电源某些画在了虚线框以外，这阐明此类接口是分体式数字量输入接口。但现如今PLC普通不采用这种接法，另提供电源既不节能又不便捷，当前输入接口都采用本机直流电源直接供电。模仿量输入接口：顾名思义，模仿量输入接口就是能将输入到PLC模仿量转化成PLC可解决信号。凡是模仿量，无论是电压模仿信号还是电流电信号，只要是原则模仿信号，接口都能自动匹配。输出接口数字量输出接口：它作用是把可编程内部原则信号转换成现场执行机构所需数字（开关）量信号。模仿量输出接口：它作用是将可编程控制器运算解决后若干位数字量信号转换为响应模仿量信号输出，以满足生产过程现场持续控制信号需求。智能接口为了适应较复杂控制工作需要，可编程控制器尚有某些智能控制单元。如PID工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等。此类单元大多是独立工作单元。它们和普通输入输出接口区别在于其普通带有单独CPU，有专门解决能力。在详细工作中，每个扫描周期智能单元和主机CPU互换一次信息，共同完毕控制任务。从近期发展来看，不少新型可编程控制器自身也带有PID功能及高速计数器接口，但它们功能普通比专用智能输入输出单元功能稍弱。（4）编程器当你编辑好你所要用PLC控制程序时，你就需要用到编程器来进行下一步工作。它能将你要用到程序送到PLC顾客程序存储器。此外，它还能帮你查看程序运营流程，当程序浮现错误或有不符合控制规定期候，还可以运用它对其进行修改、调试等。编程器又有两种分类。简易编程器：顾名思义，简易就是简朴容易，它占地不大，可容易移动，缺陷就是仅仅可以辨认语句编程。如果PLC选不大，用这简易就挺好。图形编程器：它功能不但涉及简易编辑器功能，此外又能辨认梯形图语言，功能更完善，顾客可依照自己需要自行选取。PLC强大功能随之衍生出来是名录繁多周边配套产品，辅助编程软件就是其中之一。当咱们在电脑里安装了它之后，咱们就能用咱们熟悉梯形图，语句之类编写咱们自己程序了，并且咱们可以实现电脑和PLC之间通信，观测正在工作PLC等。（5）电源PLC电源简朴来说就是交流变直流整流器。她将咱们提供交流电变成直流电，由于PLC各个模块工作电流必要采用直流电。PLC电源必要各项性能都强大，自身稳定，抗干扰，并且规定有些电源还带有向外输出电能能力，由于这样就可以直接给被控设备供电，简化了电路接线。2.2 PLC特点、性能及分类2.2.1 PLC特点（1） 可靠性强所有I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数普通为1020ms.各模块均采用屏蔽办法，以防止辐射干扰。PLC供电系统必要稳定。制作PLC所有工件必要精挑细选，不容马虎。之因此称为稳定，它还具备自救能力，当其构成某些浮现意外事故，她CPU能立即做出动作，避免事故扩大。大型PLC还通过增长CPU个数来增长产品稳定性，可靠性。这个办法极大地提高了它稳定性。（2） 丰富I/O接口模块PLC所控制器件是各种各样，接受电信号也类型各种各样，各种各样信号也难不倒强大PLC。为了适应各种外来信号，PLC有一系列解决不同状况装置来解决。（3） 模块化构造采用模块化构造为了适应各种工业控制需要，除了单元式小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化构造。PLC各个部件，涉及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，系统规模和功能可依照顾客需要自行组合。（4） 编程简朴易学PLC程序基本是移植继电器电路图，对于熟悉继电器电气工作者，它程序简朴易懂，难度也不大，广泛适合人们学习。（5） 安装简朴，维修以便使用PLC可以随时随处，完全不必考虑地点限制，对环境适应能力也相称强悍，因此说很以便。其硬件安装也相称简便，只要把你要用到机器通过导线与PLC输入输出接口相连，检查无误后便可立即发挥作用。如果使用时浮现错误，或者器件自身由于某些因素浮现故障，在哪浮现毛病，在哪某些就会有明显提示，使顾客及时解决问题。每某些都是可拆卸，也就意味着局部浮现问题可以及时更换，以减少因故障带来损失。2.2.2 PLC性能指标（1）I/O总点数I/O总点数是衡量PLC接入信号和科输出信号数量。PLC输入输出有开关量和模仿量两种。（2）存储器容量这个指标代表是PLC中可以存储咱们编写程序能力。普通状况下咱们默认以字来计量她大小。每1024个字为1千字。PLC中普通以字为单位。（3）编程语言编程语言是PLC厂家为顾客设计用于实现各种控制功能编程工具，它有各种形式，常用是梯形图编程语言及语句表编程语言，另尚有逻辑图编程语言、布尔代数编程语言等，它功能强否重要取决于该机型指令系统功能与否。普通来讲，指令种类和数量越多，功能越强。（4）扫描时间这个时间指是读取并完毕1000条指令要耗费时间。普通来讲这个过程一共消耗10ms左右。（5）内部寄存器种类和数量PLC里面寄存器有好各种不同分类，且不同PLC所拥有数量也会不同，这是判断PLC好坏原则之一。（6）通信能力这个能力指是PLC与同类之间信息互相递送能力，也涉及PLC与电脑连接后互相递送信息能力，它是工厂自动化必备基本。当前所有已经生产出来PLC无论类型如何，功能好坏，几乎全带有通信口，至少一种，无上限数量。（7）智能模块智能模块是那些自身具备解决器能独立完毕某些任务立方体。它并不是整个系统完整动作不可或缺一某些，也不再循环中，是独立。但它意义在于执行PLC命令，完毕特殊动作。如常用位置模块、温度模块、PID模块和模糊模块等等。2.2.3 PLC分类及应用PLC可从各种角度进行分类：（1）按控制规模分：输入输出量，开关量是这样分类评判原则，都是按照路数来分类。有了点数区别，也就有了不同点数PLC。依照点数由少到多PLC也就有微小中大超大之分，这区别根据就不在此一一赘述，有兴趣可以查阅下有关资料。（2）按构造构成分：通过上文咱们理解了完整PLC有几大某些构成，把这几大某些分别独立割裂开来，然后再一一连接，这就是模块化。将这些构成某些直接集成在一种立方体中，这就是箱式。如OMRON公司，本来小型机都是箱体式，当前CQM1则为模块式。箱体PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一种小箱体内。整个四方体就能实现所有功能。普通这个小箱子是不符合设计需要，这就需要在此外连接小箱子，达到目。模块式PLC是把PLC构成构造一某些一某些单独割裂开来，然后加以连接，构成完整系统。类型比较大设备需要模块用不着很强，因此与之相匹配模块类型就很有选取性。此后这种潮流定会十分流行。在自动化今天，凡是机器取代了人力用作工业生产领域，就会有PLC存在。PLC就是取代人类劳动机器人，有了它，人类文明进步速度迅猛加快。PLC应用之广，几乎遍及咱们社会活动所有方面。工业上完全依赖PLC作为生产控制中枢，接受信息解决数据并传达指令，使工业生产能高效，有序，稳定运营，全靠PLC作用。这些行业所有设备持续生产运营，总存在许多监控点和大量实时参数，而要监视、控制、和采集这些流程参数和有关工艺设备，也必要依托PLC这个大脑来完毕，固然老式叫法也有DCS，尽管设计之初理念不同样，但现技术路线已逐渐融合。凡是与工业挂钩地方，有机器参加生产，这样说吧，只要是通过耗电来搞生产地方，就有PLC存在！也许咱们还不是很理解PLC，但它已经悄无声息存在于咱们寻常生活各个角落。只要是咱们应用各种物品，是人类后续加工出来产品，不是直接获取自大自然任何东西，都离不开PLC身影，咱们以便快捷享有着物质生活都是PLC功劳。2.3 SIEMENS S7-200系列PLC2.3.1 S7-200系统构成S7-200系列PLCCPU有四种型号，固然功能价格也有所差别，功能最弱是221,固然价格也最便宜，最高品位是226。PLC扩展模块也有几种供顾客选取，依照需要不同，分为输入模块，输出模块，尚有输入输出合体高档模块。表2-1 S7-200基本单元2.3.2 S7-200内存构造2.3.3 S7-200寻址方式（1） 编址方式计算机中数字采用二进制运算，1字节为8位二进制数，1个字由两个字节构成，1个双字由2个字构成。存储器里储存数据可以用位作为存储原则，也可以用字节来作为衡量原则，也可以是用字来作为衡量原则，也可以是用双字来作为衡量原则，编写地址数据方式也可以是上述单位。存储单元地址由区域标记符、字节地址和位地址构成。位编址：寄存器标记符字节地址位地址。如I0.0、M0.1、Q0.2等。字节编址：寄存器标记等字节长度B字节号。如 IB1、VB20、QB2等。字编址：寄存器标记等字长度W起始字节号。双字编址：寄存器标记等双字长度D起始字节号。如 VD20表达VB20到VB23这4个字节构成双字。位，字节，字，双字编址如图2-4所示。图2-4 编址数据类型：S7-200 PLC数据类型有布尔型（BOOL）、整数型（INT）和实数型（REAL）3种。表2-2给出了字节、字、双字所示数值范畴。表2-2 字节、字、双字数值范畴数据大小无符号整数范畴有符号整数范畴十进制十六进制十进制十六进制字节B（8位）02550FF-128127807F字W（16位）0655350FFFF-327683276780007FFF双字（32位）065535*655370FFFFFFFF-800000007FFFFFFF（2） 寻址方式寻址方式有及时寻址、直接寻址、间接寻址三类:及时寻址：及时数寻址数据在指令中是以常数形式浮现。常数长度由二进制位数决定，常数格式有二进制、十进制、十六进制、ASCII码等。如:二进制数：2#1001十进制数：7十六进制数:16#3EB5直接寻址方式：存储器或寄存器均有自己所在位置地址编号，通过直接查找这些唯一位置地址，就能到你想要地点辨认或写进数据。间接寻址：操作数运用一种指针来提取数据，这个指针是指向你要寻找数据所在地址一种针。2.3.4 S7-200控制指令（1）顺序控制指令顺序功能能捕获运营过程中输出量不同，自动用某些步来构成一种工作周期。（2） 步将系统工作过程分为若干个阶段，这些阶段称为“步”。（3） 转换条件步与步之间转换条件，用小短线表达，转换条件可以是一种或各种，当条件满足，转换得以实现。上一步动作结束，下一步动作开始。系统处在当前步称为“活动步”。通惯用状态继电器位S0.0S31.7代表程序状态步。表2-3 顺序控制继电器指令表梯形图LAD语名表功能操作码操作数LSCRn当顺序控制继电器位为1时，SCR（LSCR）指令被激活，标志着该顺序控制程序段开始SCRTn当满足条件使SCRT指令执行时，则复位本顺序控制程序段，激活下一顺序控制程序段nSCRE执行SCRE指令，结束由SCR（LSCR）开始到SCRE之间顺序控制程序段工作。注：顺序控制继电器位n必要寻址顺序控制继电器S位。不能把同一编号顺序控制继电器位用在不同程序中。在SCR段当中禁止使用JMP随意跳入，也禁止使用LBL随意跳出。第三章 液位控制系统硬件设计3.1 PLC选型PLC选取需要考虑诸多因素，构造形式、容量、性能、指令系统、编程语言、市场价格等等都是必要考虑重要因素。对于PLC选取有个通用惯例，那就是一方面你选机型要适合你控制规定，并且靠谱，并且运营期间保养维护也要便捷，在达到上述规定同步，再去比较同类型产品市场价格，择优录取。由于本设计相对简朴且输入输出少，加之本人对西门子PLC略有接触，因而选取西门子S7-200型PLC。S7-200型PLC集成性好，也不算贵，非常实用，特别是控制某些低端系统，很受人们青睐。Siemens公司生产PLC历史很长，可以说是鼻祖了，它生产产品质量信得过，安全可靠，各种扩展功能及其完善，很适合顾客自行开发扩展功能，是咱们不二选取。咱们系统设计选取PLC要富裕出一定量输入输出端口，以便日后系统升级扩展之用，因此选取输入输出点数最多CPU，226是功能比较强大CPU了。扩展模块选定EM235。3.2 液位传感器（YWCGQ）选型液位传感器是一种测量液位压力传感器，有各种类型可供选取。一类是期间直接与液体相接触。第二类是器件不与液体接触，采用声波或光波测量。输出信号原则方式有三种420mA、05v、010mA，咱们依照实际目，技术规定不同来自行选用。咱们选用投入式传感器其采用先进密封技术，不会漏水。且其中间能有气管与外界相通，使之能与外界气压对比从而工精准地测量压力大小。投入式液位传感器见图3-1。图3-1 投入式液位传感器3.3 变频器及PLC连接易能电气EDS1000系列变频调速器提供串行通讯技术支持。它所支持串行通讯技术涉及原则RS-485、PROFIDRIVE、LONWORKS在内各种现场总线方式。其中，RS-485通讯方式为顾客提供了无需附加任何用度、最为便宜实用串行通讯方式。独立变频器均有与之相匹配，预先规定好通讯数据构造，字格式，要想完毕与其她器件连接，事先理解其通讯合同，就能实现咱们所要达到通信目。图3-2易能变频器本变频器与PLC连接接线方式如图3-3所示。通过PLCR485通讯口相连。PLC为主机，变频器为从机，主从机点对点通讯。图3-3 变频器与PLC配线图咱们采用EDS1000系列变频器串行通讯作为与PLC连接方式。简要简介一下，这个变频器通讯方式为异步半双工方式。PLC与EDS1000构成主从关系，主机作用就是传达命令给从机，PLC里存有控制变频器指令，PLC持续发出这些指令地址给变频器，等待变频器动作。PLC自身最多能连接多达31台像变频器这样从机，也可以扩展到连接126台。通讯时，传播默认格式和传播速率为：8-N-1，9600bps。3.4 电机水泵电机（pump motor）按构造分类有倒着放，那是卧式；也有像人同样站立，那叫立式。咱们设计系统里由于需要水泵工作特点为启动力矩不大，也不是次数诸多开关启动，基本是持续不断地运营，由于这些特性，咱们选用鼠笼式异步电机。图3-4 水泵电机3.5 系统接线图（见附录图3-5）3.6 I/O地址分派信号变量名信号变量名I0.0启动按钮Q0.0液位过高报警I0.1停止按钮Q0.1液位过低报警Q0.2运营批示AIW0液位反馈值Q0.3停止批示AQW0PID频率输出Q0.4启动表3-1 I/O地址分派表开始初始化压力差0调节水泵增大频率PID控制调节水泵减小频率PID控制报警显示信息停止结束3.7 系统流程图第四章 液位控制系统软件设计本系统设计重要涉及硬件和软件两大某些内容，本章简介系统软件设计。重要涉及软件设计基本环节、办法，编程软件STEP 7-Micro/WIN简介以及本项目程序设计。PLC程序编写有各种办法。电气工作者惯用经验法，她们有着异常丰富工作经验，因而也最适合经验法。初学者应当理解图解法，这是入门办法。咱们学习是计算机法。固然尚有许多别办法，在此就不一一赘述。图解法图解法就是用图形进行PLC编程设计，最以便就是梯形图编程，这与继电器电路十分相似，是一种简朴易懂编程办法。经验法运用已有相似程序，加以修改调试，使之成为适合自己工程项目程序。计算机辅助编程计算机辅助设计是通过PLC编程软件(例如STEP 7-Micro/WIN)在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等。当前所有都是使用编程软件进行程序编写，计算机普及率相称广，并且以便快捷，无论是联网还是断网，都能进行程序编写，程序调试，并且保存以便。需要话还可以进行文献加密，防止窃取。4.1 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3软件使用V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3是专为西门子S7-200系列PLC开发编程工具，使用该软件可依照控制系统规定编制控制程序并完毕与PLC实时通信，进行程序下载与上传及在线监控。4.1.1 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3窗口组件图4-1 STEP 7-Micro/WIN窗口组件（1）操作栏显示编程特性按钮控制群组在操作栏中点选查看按钮，则下面弹出程序块、符号表、状态表、数据块、系统块等按钮，单击相应按钮就能显示出相应内容。在操作栏下方有个工具按钮。单击后浮现:指令向导、文本显示向导、位置控制向导、EM253控制面板和调制解调器扩展向导按钮。指令树这一栏里显示是所有目的对象以及显示当前你所编写程序所涉及所有指令树形界面。咱们可以看到指令树中有一列排列整洁文献夹，咱们单击最上方项目里子文献夹，可以插入POU。如果这个操作麻烦话也可以右击你目的POU进行你想要编辑。右击你目的，弹出菜单里你可以选取打开、删除、编辑，用密码保护或重命名子程序及中断例行程序等。（3）交叉参照容许顾客检视程序交叉参照和组件使用信息。（4）数据块容许顾客显示和编辑数据块内容。（5）状态图窗口容许顾客将程序输入、输出或变量置入图表中，以便追踪其状态。您可以建立各种状态图，以便从程序不同某些检视组件。每个状态图在状态图窗口中有自己标签。（6）符号表全局变量表窗口咱们在编写程序时候也许会用到全局符号，这个符号表就是专门为咱们分派和编辑全局符号所设计窗口。符号表依照咱们需求可以任意添加，有咱们自己做主。由于咱们选定了PLC型号，可以在