优质毕业设计基于plc的液位控制综合系统.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 指导老师： 5 月 22 日 摘 要伴随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程度要求也越来越高，原有水位控制系统，已远远不能满足目前高度自动化需要。本课题是研究经过PLC系统来控制水位，监控组态来模拟监控界面，实现生产自动化，可视化。本课题首先设计PLC控制系统，依据要求实现功效分配IO口，接线，然后编制经过V4.0 step 7软件进行梯形图编辑、运行，并把现场水塔水位情况实时传送给上位机，上位机采取力控组态软件进行监控。监控组态界面是经过ForceContro7.0进行监控界面编写、运行。首先设计监控界面，设置通信参数和IO口，使得上下位机能够可靠通信。本水位控制系统以PLC为控制关键，含有开始和停止功效，这是一个PLC控制自动调整控制系统。应用此控制系统能显著提升劳动效率，降低劳动强度。关键词：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设计意义及目标11.2 课题发展现实状况11.3 本设计关键工作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组成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系统组成122.3.2 S7-200内存结构122.3.3 S7-200寻址方法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地址分配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介绍335.2 ForceContro7.0作用335.3 监控系统概述33总结34致谢35参考文件36附录37第一章 绪论1.1设计意义及目标基于PLC水位控制系统能够实现生产自动化，使实际操作简单轻易，省时省力。对于降低运行成本，充足利用资源，更大取得利益，是相关键意义。本设计目标在于：（1） 培养我们分析并处理本专业实际工程问题反应速度和独立思索能力，增加实际工作经验。（2） 使学生能正确利用科学技术资料，国家标准手册、图册等工具研究开发工业项目。（3） 了解液位控制系统工作原理，设计理念和现实意义。（4） 了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，程序编写等具体过程。掌握数据交换内容及信息接收发送。（5） 学会利用I/O设备驱动完成上位机对下位机实时监控。1.2 课题发展现实状况从最初理念上来讲，逻辑控制上普遍应用PLC，而且数量巨大，占有主导地位。适合在相对较简单，过程不复杂简易控制上应用，比如次序控制和时序控制等场所。当今工业生产对于脱离人力生产需要飞速提升，计算机领域发展也突飞猛进，尤其是CPU也飞速发展，不停更新换代，包含微型计算机同类芯片全部能够用作新一代PLC关键处理器选择对象，PLC在以后发展当中必将失去一部分市场份额。但换个角度去思索，现现在部分规模庞大，技术优异，市场拥有率高大工业控制器厂商，也快速尝试将微机业部分最新软件技术移植到现代PLC当中，使其不停完善和改善，增加了更强大功效，也大大提升了设备性能。PLC也早已不只是逻辑控制这么简单设备了。对于这些现代PLC已经远远不能再简单了解为过去“可编程逻辑控制器”。显而易见，这些新PLC必将会在以后制动化领域大有作为。PLC是一个和时俱进产品，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停创新、完善，使其更符合自动化发展，更适应自动化实际要求。PLC一直屹立不倒，抬头屹立于工业领域靠就是它不管在怎样环境下全部能正常正确发挥作用。微型计算机适应艰苦恶劣周围环境能力太差，极难适应工业生产现场，所以她是远远不能替换PLC。所以工业生产中离不开PLC，是没有争议。现在中国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等国际著名企业。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，另外，中国台湾和韩国也有一小部分市场。网络化、微型化、电脑化和开放性是PLC未来发展关键趋势。在PLC自动化最初时期，其体积庞大而且价格不菲。但近些年以来，微型PLC（小于32 I/O口）已经问世，价格也只有几百美元。现现在我们使用PLC同时还要必需使用单独监控组态软件作为辅助工具，PLC以后发展趋势就是在本身系统里自带有和本身硬件相匹配监控组态软件，这么会更受到广大用户喜爱，也更符合市场需求，也是新商机，更是一个趋势。1.3 本设计关键工作选择西门子S7-200系列PLC来关键控制变频器及水泵等设备达成自动调整液位目标，关键实现方法：（1） 利用投入试液位测量器捕捉水箱液位信息，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改变，于此同时，显示水位具体信息；（3） 本系统设计有自动报警功效，当液位异常超出警戒水位或是低于最低水位就会传输预警；（4） 依据上位机要求还能够水位PID闭环控制，同时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。具体任务以下：(1) 以PLC为控制关键硬件电路设计；(2) 依据所提功效完成硬件接线；(3) 软件设计，实现水位采集和传输和越限报警；(4) 能够实现水位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。现在PLC已成为工业现代化生产中必不可少，利用率最高，应用最普及，市场拥有率最高工业生产控制器。（1） PLC产生PLC产生之前，控制电气装置关键依靠继电器，接触器等电子元件来实现操作，并用导线按一定次序连接。因为其装置庞大，生产费时费力，灵活性差，复杂，事故率高，等很多不便，大家对于自动控制有了更高要求。68年美国通用汽车企业（GM）招标要求：“软连接替换硬接线 维护方便 可靠性高于继电器控制柜 体积小于继电器控制柜 成本低于继电器控制柜 有数据通讯功效 输入115V 可在恶劣环境下工作 扩展时，原系统变更要少 用户程序存放容量可扩展到4K”。其关键思想是用程序替换硬件接线，输入/输出电平可和外部装置直接相连，结构易于扩展。这便是PLC理念雏形。第二年美国DEC企业依据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企业生产线上。（2） PLC发展微处理器诞生于20世纪70年代初。微处理器问世后大家很快将其引入PLC，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功效，使其真正成为含有计算机特征工业控制设备。此时PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合产物。伴随个人计算机普遍利用后，为了愈加便捷和凸显可编程控制器功效和特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller。20世纪70年代中晚期，PLC进入了一个愈加贴近实际应用化发展阶段，可编程控制器大规模吸收并采纳计算机技术扩展和改善本身功效功效，使其功效发生了翻天覆地改变。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、越来越正确模拟量运算和更完善PID功效及越来越低市场价格愈加巩固了它在现代工业领域地位。20世纪80年代初，西方优异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，一个东西正以不可思议超高速度在飞速发展，那就是PLC。之所以它如此发展快速，全要归结于当初工业超高速发展，所以，PLC产量有了质飞跃，一直稳定在30%以上。也正是在此过程中，PLC在一些领域撼动了处于统治地位DCS系统。因为PLC在处理模拟量、数字量运算方面，人机接口能力和网络能力得到大幅度提升，PLC逐步进入过程控制领域。到上世纪末，可编程控制器朝着更适合现代工业发展特点不停完善和改善。超大型PLC和超小型PLC全部相继出现，为了迎合不一样控制要求工业场所。特殊功效单元也种类繁多，扩展了PLC功效。人机交互界面单元、通信单元愈加方便大家使用，PLC这些改变，给工业生产自动化增添了强大动力。2.1.2 PLC组成PLC基础组成简单明了，分为几大部分，每一部分又有各自不一样功效模块，具体包含中央处理器(CPU)、存放器、接收发出信息端口、对外另外连接仪器编程器及提供电能部分这几大部分。其中对外接收和发送信息端口又分为好几类，具体形式见图2-1。PLC分管不一样功效每个东西经过总线连起来，对外连接需要根据实际被控对象连接和之对应设备，使之组成一个完整PLC控制系统。图2-1 PLC基础组成（1）中央处理器其简称CPU，是PLC最高级指挥中心。相当于我们大脑。（2）存放器PLC存放器组成关键有三部分，分别是系统程序存放器，用户程序存放器和数据存放器。系统程序存放器系统程序存放器是存放PLC生产厂家编写系统程序地方，而且锁定在ROM内，个人用户不能随意擦出及写入。它使PLC含有基础功效，能够完成PLC设计者要求各项工作。系统程序质量好坏很大程度上决定了PLC性能。用户程序存放器及数据存放器用户存放器又分为用户程序存放器（程序区）和数据存放器（数据区）这两个存放器，分别负责不一样存放任务。用户程序存放器是专门存放用户依据实际控制情况具体编写程序地方，程序要采取PLC编程语言编写。这个存放器当中存放单元类型又分为多个，有RAM（随机存取存放器）、EPROM（可擦除可编程序存放器）和EEPROM（电可擦除可编程只读存放器）。存放器中内容可读可写可修改，用户能够依据自己需要自行发挥。用户数据存放器是保留运行程序中器件所使用开关量和运算过程中产生数据空间。程序容量大小靠就是用户存放器大小，存放器越大，能开发程序就能越大，这就说明PLC性能也就越好。判定PLC优劣，很关键指标就是看用户程序存放器大小。为了方便用户程序读写，更改，检验，也为了更安全有效保护用户程序信息，预防程序因断电等意外丢失，所以，通常见RAM用作程序存放器，并备有后备电源。因为RAM抗干扰能力稍差，在程序已经运行而且无误情况下，通常将其固化在只读存放器中。现在电可擦除可编程只读存放器正逐步成为用户存放器首选，直接将程序写进EEPROM中已成为时下流行时尚。工作数据指是在PLC运行时一直全部在改变、一直全部在存取部分数据。工作数据需要随即存取，所以存放在RAM中最合适。开发人员需要经过编写程序来设定这些器件初始状态，方便愈加好完成自动控制目标。在管理数据区域中，有这么一个数据保持区，它是能在部分数据在掉电时用后备电池保持原有状态时刻，能够将这些数据保留下来存放区。用户在开发使用PLC过程中是不会触及系统程序及工作数据，PLC产品说明书或使用手册中所标明存放器说明，包含其形式和存放器容量全部指是用户程序存放器。功效不强大PLC往往用户存放器容量小，用户在开发使用过程中也会出现信息超出用户存放器容量情况，为了处理这种情况带来不便，很多PLC还有存放器扩展功效。常见存放器关键有1.RAM，可读可写随机存放器；2.ROM，只读存放器。ROM又有PROM 、EPROM等多个形式可供用户依据需要来自行选择，但她们均为可擦除可编程只读存放器。（3）接口要想利用PLC进行完整控制任务，PLC就必需和外界建立联络，接收和发送多种信号就需要输入输出接口。负责接收信息端口是用来接收程序正常运转时所产生多种变量。接收不一样变量在PLC中经过特定程序计算处理产生被控信息，这些信息由输出口送出PLC。实施设备接收到输出口传输信号后，带动被控器件动作，最终完成控制。PLC控制好坏评判很大程度上取决于接口接收和发送信号能力。因为工业生产现场情况复杂多变，干扰也比较强烈，所以接口要有抗干扰能力。另外，工业控制信号种类繁多，类型不一，所以接口还必需有处理不一样类别信号能力，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一样有不一样接口。数字量输入接口：通常传感器传输给PLC信号假如是数字量，那么这些数字量就需要由数字量输入接口接收，并把她们转化成能用作PLC内部处理标准信号。数字信号可能由交流电传输也可能用直流电传输，因为这个缘故，接口只能又分成接收直流信号直流输入接口和接收交流信号交流输入接口。图2-1、图2-2、图2-3所表示。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能够看到输入接口电源部分画在了虚线框以外，这说明这类接口是分体式数字量输入接口。但现现在PLC通常不采取这种接法，另提供电源既不节能又不便捷，现在输入接口全部采取本机直流电源直接供电。模拟量输入接口：顾名思义，模拟量输入接口就是能将输入到PLC模拟量转化成PLC可处理信号。通常模拟量，不管是电压模拟信号还是电流电信号，只要是标准模拟信号，接口全部能自动匹配。输出接口数字量输出接口：它作用是把可编程内部标准信号转换成现场实施机构所需数字（开关）量信号。模拟量输出接口：它作用是将可编程控制器运算处理后若干位数字量信号转换为响应模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号需求。智能接口为了适应较复杂控制工作需要，可编程控制器还有部分智能控制单元。如PID工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等。这类单元大多是独立工作单元。它们和一般输入输出接口区分在于其通常带有单独CPU，有专门处理能力。在具体工作中，每个扫描周期智能单元和主机CPU交换一次信息，共同完成控制任务。从近期发展来看，不少新型可编程控制器本身也带有PID功效及高速计数器接口，但它们功效通常比专用智能输入输出单元功效稍弱。（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用户程序存放器。另外，它还能帮你查看程序运行步骤，当程序出现错误或有不符合控制要求时候，还能够利用它对其进行修改、调试等。编程器又有两种分类。简易编程器：顾名思义，简易就是简单轻易，它占地不大，可轻易移动，缺点就是仅仅能够识别语句编程。假如PLC选不大，用这简易就挺好。图形编程器：它功效不仅包含简易编辑器功效，另外又能识别梯形图语言，功效更完善，用户可依据自己需要自行选择。PLC强大功效随之衍生出来是名目繁多周围配套产品，辅助编程软件就是其中之一。当我们在电脑里安装了它以后，我们就能用我们熟悉梯形图，语句之类编写我们自己程序了，而且我们能够实现电脑和PLC之间通信，观察正在工作PLC等。（5）电源PLC电源简单来说就是交流变直流整流器。她将我们提供交流电变成直流电，因为PLC各个模块工作电流必需采取直流电。PLC电源必需各项性能全部强大，本身稳定，抗干扰，而且要求有些电源还带有向外输出电能能力，因为这么就能够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） 可靠性强全部I/O接口电路均采取光电隔离，使工业现场外电路和PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采取R-C滤波器，其滤波时间常数通常为1020ms.各模块均采取屏蔽方法，以预防辐射干扰。PLC供电系统必需稳定。制作PLC全部工件必需精挑细选，不容马虎。之所以称为稳定，它还含有自救能力，当其组成部分出现意外事故，她CPU能立即做出动作，避免事故扩大。大型PLC还经过增加CPU个数来增加产品稳定性，可靠性。这个方法极大地提升了它稳定性。（2） 丰富I/O接口模块PLC所控制器件是多个多样，接收电信号也类型多个多样，多种多样信号也难不倒强大PLC。为了适应多种外来信号，PLC有一系列处理不一样情况装置来处理。（3） 模块化结构采取模块化结构为了适应多种工业控制需要，除了单元式小型PLC以外，绝大多数PLC均采取模块化结构。PLC各个部件，包含CPU，电源，I/O等均采取模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统规模和功效可依据用户需要自行组合。（4） 编程简单易学PLC程序基础是移植继电器电路图，对于熟悉继电器电气工作者，它程序简单易懂，难度也不大，广泛适合大家学习。（5） 安装简单，维修方便使用PLC能够随时随地，完全无须考虑地点限制，对环境适应能力也相当强悍，所以说很方便。其硬件安装也相当简便，只要把你要用到机器经过导线和PLC输入输出接口相连，检验无误后便可立即发挥作用。假如使用时出现错误，或器件本身因为一些原因出现故障，在哪出现毛病，在哪部分就会有显著提醒，使用户立即处理问题。每部分全部是可拆卸，也就意味着局部出现问题能够立即更换，以降低因故障带来损失。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拟量两种。（2）存放器容量这个指标代表是PLC中能够存放我们编写程序能力。通常情况下我们默认以字来计量她大小。每1024个字为1千字。PLC中通常以字为单位。（3）编程语言编程语言是PLC厂家为用户设计用于实现多种控制功效编程工具，它有多个形式，常见是梯形图编程语言及语句表编程语言，另还有逻辑图编程语言、布尔代数编程语言等，它功效强否关键取决于该机型指令系统功效是否。通常来讲，指令种类和数量越多，功效越强。（4）扫描时间这个时间指是读取并完成1000条指令要花费时间。通常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里面寄存器有好多个不一样分类，且不一样PLC所拥有数量也会不一样，这是判定PLC好坏标准之一。（6）通信能力这个能力指是PLC和同类之间信息相互递送能力，也包含PLC和电脑连接后相互递送信息能力，它是工厂自动化必备基础。现在全部已经生产出来PLC不管类型怎样，功效好坏，几乎全带有通信口，最少一个，无上限数量。（7）智能模块智能模块是那些本身含有处理器能独立完成一些任务立方体。它并不是整个系统完整动作不可或缺一部分，也不再循环中，是独立。但它意义在于实施PLC命令，完成特殊动作。如常见位置模块、温度模块、PID模块和模糊模块等等。2.2.3 PLC分类及应用PLC可从多个角度进行分类：（1）按控制规模分：输入输出量，开关量是这么分类评判标准，全部是根据路数来分类。有了点数区分，也就有了不一样点数PLC。依据点数由少到多PLC也就有微小中大超大之分，这区分依据就不在此一一赘述，有爱好能够查阅下相关资料。（2）按结构组成份：经过上文我们了解了完整PLC有几大部分组成，把这几大部分分别独立割裂开来，然后再一一连接，这就是模块化。将这些组成部分直接集成在一个立方体中，这就是箱式。如OMRON企业，原来小型机全部是箱体式，现在CQM1则为模块式。箱体PLC把电源、CPU、内存、I/O系统全部集成在一个小箱体内。整个四方体就能实现全部功效。通常这个小箱子是不符合设计需要，这就需要在另外连接小箱子，达成目标。模块式PLC是把PLC组成结构一部分一部分单独割裂开来，然后加以连接，组成完整系统。类型比较大设备需要模块用不着很强，所以和之相匹配模块类型就很有选择性。以后这种时尚定会十分流行。在自动化今天，通常机器替换了人力用作工业生产领域，就会有PLC存在。PLC就是替换人类劳动机器人，有了它，人类文明进步速度迅猛加紧。PLC应用之广，几乎遍布我们社会活动全部方面。工业上完全依靠PLC作为生产控制中枢，接收信息处理数据并传达指令，使工业生产能高效，有序，稳定运行，全靠PLC作用。这些行业全部设备连续生产运行，总存在很多监控点和大量实时参数，而要监视、控制、和采集这些步骤参数和相关工艺设备，也必需依靠PLC这个大脑来完成，当然传统叫法也有DCS，尽管设计之初理念不一样，但现技术路线已逐步融合。通常和工业挂钩地方，有机器参与生产，这么说吧，只要是经过耗电来搞生产地方，就有PLC存在！可能我们还不是很了解PLC，但它已经悄无声息存在于我们日常生活各个角落。只要是我们应用多种物品，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，全部离不开PLC身影，我们方便快捷享受着物质生活全部是PLC功劳。2.3 SIEMENS S7-200系列PLC2.3.1 S7-200系统组成S7-200系列PLCCPU有四种型号，当然功效价格也有所差异，功效最弱是221,当然价格也最廉价，最高端是226。PLC扩展模块也有多个供用户选择，依据需要不一样，分为输入模块，输出模块，还有输入输出合体高级模块。表2-1 S7-200基础单元2.3.2 S7-200内存结构2.3.3 S7-200寻址方法（1） 编址方法计算机中数字采取二进制运算，1字节为8位二进制数，1个字由两个字节组成，1个双字由2个字组成。存放器里储存数据能够用位作为存放标准，也能够用字节来作为衡量标准，也能够是用字来作为衡量标准，也能够是用双字来作为衡量标准，编写地址数据方法也能够是上述单位。存放单元地址由区域标识符、字节地址和位地址组成。位编址：寄存器标识符字节地址位地址。如I0.0、M0.1、Q0.2等。字节编址：寄存器标识等字节长度B字节号。如 IB1、VB20、QB2等。字编址：寄存器标识等字长度W起始字节号。双字编址：寄存器标识等双字长度D起始字节号。如 VD20表示VB20到VB23这4个字节组成双字。位，字节，字，双字编址图2-4所表示。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、双字所表示数值范围。表2-2 字节、字、双字数值范围数据大小无符号整数范围有符号整数范围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） 寻址方法寻址方法有立即寻址、直接寻址、间接寻址三类:立即寻址：立即数寻址数据在指令中是以常数形式出现。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直接寻址方法：存放器或寄存器全部有自己所在位置地址编号，经过直接查找这些唯一位置地址，就能到你想要地点识别或写进数据。间接寻址：操作数利用一个指针来提取数据，这个指针是指向你要寻求数据所在地址一个针。2.3.4 S7-200控制指令（1）次序控制指令次序功效能捕捉运行过程中输出量不一样，自动用部分步来组成一个工作周期。（2） 步将系统工作过程分为若干个阶段，这些阶段称为“步”。（3） 转换条件步和步之间转换条件，用小短线表示，转换条件能够是一个或多个，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。系统处于目前步称为“活动步”。通常见状态继电器位S0.0S31.7代表程序状态步。表2-3 次序控制继电器指令表梯形图LAD语名表功效操作码操作数LSCRn当次序控制继电器位为1时，SCR（LSCR）指令被激活，标志着该次序控制程序段开始SCRTn当满足条件使SCRT指令实施时，则复位此次序控制程序段，激活下一次序控制程序段nSCRE实施SCRE指令，结束由SCR（LSCR）开始到SCRE之间次序控制程序段工作。注：次序控制继电器位n必需寻址次序控制继电器S位。不能把同一编号次序控制继电器位用在不一样程序中。在SCR段当中严禁使用JMP随意跳入，也严禁使用LBL随意跳出。第三章 液位控制系统硬件设计3.1 PLC选型PLC选择需要考虑很多原因，结构形式、容量、性能、指令系统、编程语言、市场价格等等全部是必需考虑关键原因。对于PLC选择有个通用通例，那就是首先你选机型要适合你控制要求，而且靠谱，而且运行期间保养维护也要便捷，在达成上述要求同时，再去比较同类型产品市场价格，择优录用。因为本设计相对简单且输入输出少，加之本人对西门子PLC略有接触，所以选择西门子S7-200型PLC。S7-200型PLC集成性好，也不算贵，很实用，尤其是控制部分低端系统，很受大家青睐。Siemens企业生产PLC历史很长，能够说是鼻祖了，它生产产品质量信得过，安全可靠，多种扩展功效及其完善，很适适用户自行开发扩展功效，是我们不二选择。我们系统设计选择PLC要富裕出一定量输入输出端口，方便以后系统升级扩展之用，所以选择输入输出点数最多CPU，226是功效比较强大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个测量液位压力传感器，有多个类型可供选择。一类是期间直接和液体相接触。第二类是器件不和液体接触，采取声波或光波测量。输出信号标准方法有三种420mA、 05v、 010mA，我们依据实际目标，技术要求不一样来自行选择。我们选择投入式传感器其采取优异密封技术，不会漏水。且其中间能有气管和外界相通，使之能和外界气压对比从而工正确地测量压力大小。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包含标准RS-485、PROFIDRIVE、LONWORKS在内多个现场总线方法。其中，RS-485通讯方法为用户提供了无需附加任何用度、最为廉价实用串行通讯方法。独立变频器全部有和之相匹配，预先要求好通讯数据结构，字格式，要想完成和其它器件连接，事先了解其通讯协议，就能实现我们所要达成通信目标。图3-2易能变频器本变频器和PLC连接接线方法图3-3所表示。经过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 变频器和PLC配线图我们采取EDS1000系列变频器串行通讯作为和PLC连接方法。简明介绍一下，这个变频器通讯方法为异步半双工方法。PLC和EDS1000组成主从关系，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连续发出这些指令地址给变频器，等候变频器动作。PLC本身最多能连接多达31台像变频器这么从机，也能够扩展到连接126台。通讯时，传输默认格式和传输速率为：8-N-1，9600bps。3.4 电机水泵电机（pump motor）按结构分类有倒着放，那是卧式；也有像人一样站立，那叫立式。我们设计系统里因为需要水泵工作特点为开启力矩不大，也不是次数很多开关开启，基础是连续不停地运行，因为这些特征，我们选择鼠笼式异步电机。图3-4 水泵电机3.5 系统接线图（见附录图3-5）3.6 I/O地址分配信号变量名信号变量名I0.0开启按钮Q0.0液位过高报警I0.1停止按钮Q0.1液位过低报警Q0.2运行指示AIW0液位反馈值Q0.3停止指示AQW0PID频率输出Q0.4开启表3-1 I/O地址分配表开始初始化压力差0调整水泵增大频率PID控制调整水泵减小频率PID控制报警显示信息停止结束3.7 系统步骤图第四章 液位控制系统软件设计本系统设计关键包含硬件和软件两大部分内容，本章介绍系统软件设计。关键包含软件设计基础步骤、方法，编程软件STEP 7-Micro/WIN介绍和本项目程序设计。PLC程序编写有多个方法。电气工作者常见经验法，她们有着异常丰富工作经验，所以也最适合经验法。初学者应该了解图解法，这是入门方法。我们学习是计算机法。当然还有很多别方法，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，最方便就是梯形图编程，这和继电器电路十分相同，是一个简单易懂编程方法。经验法利用已经有相同程序，加以修改调试，使之成为适合自己工程项目标程序。计算机辅助编程计算机辅助设计是经过PLC编程软件(比如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。现在全部全部是使用编程软件进行程序编写，计算机普及率相当广，而且方便快捷，不管是联网还是断网，全部能进行程序编写，程序调试，而且保留方便。需要话还能够进行文件加密，预防窃取。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，使用该软件可依据控制系统要求编制控制程序并完成和PLC实时通信，进行程序下载和上传及在线监控。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）操作栏显示编程特征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，单击对应按钮就能显示出对应内容。在操作栏下方有个工具按钮。单击后出现: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全部目标对象和显示目前你所编写程序所包含全部指令树形界面。我们能够看到指令树中有一列排列整齐文件夹，我们单击最上方项目里子文件夹，能够插入POU。假如这个操作麻烦话也能够右击你目标POU进行你想要编辑。右击你目标，弹出菜单里你能够选择打开、删除、编辑，用密码保护或重命名子程序及中止例行程序等。（3）交叉参考许可用户检视程序交叉参考和组件使用信息。（4）数据块许可用户显示和编辑数据块内容。（5）状态图窗口许可用户将程序输入、输出或变量置入图表中，方便追踪其状态。您能够建立多个状态图，方便从程序不一样部分检视组件。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我们在编写程序时候可能会用到全局符号，这个符号表就是专门为我们分配和