用PLC实现分段液位的控制

成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计）（用PLC实现分段液位的控制）PAGEPAGE2成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计）（用PLC实现分段液位的控制）成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文）论文题目：用PLC实现分段液位的控制教学点：指导老师：职称：学生姓名：学号:专业：成都电子机械高等专科学校成教院制2012年成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文）任务书题目：用PLC实现分段液位的控制任务与要求学习PLC的应用了解PLC的基本组成用PLC来实现分段液位的控制时间：年月日至 年月日共周教学点：学生姓名： 学号：专业：指导单位或教研室：指导教师： 职称：成都电子机械高等专科学校成教院制AbstractInmanyareasofproduction,oftenneedtostoragetanks,storagetanks,tankcontainersofliquidlevelmonitoring,toensurethetraditionalrelaycontactcontrol,theuseofhardconnectedappliances,poorreliability,degreeofautomationisnothigh,therearemanyenterprisestoadoptadvancedcontrollerforconventionalcontactcontroltransformation,greatlyimprovingthecontrolsystemreliabilityandautomationdegree,forenterprisestoprovideamorereliableproductprotection.Thispaperintroducesaprogrammablecontroller(PLC)forliquidlevelmonitoringmethod,thecircuithastheadvantagesofsimplestructure,lessinvestment(canutilizeexistingfacilities),monitoringsystemisnotonlyahighdegreeofautomation,alsohastheonlinemodificationfunction,flexibility,suitableformultilevelmonitoringsystem.Keywords:PLClevelmonitoring引言随着科学技术的发展，电气控制技术在各领域，特别是在自动控制领域取得了长足的发展，有了越来越多的应用。PLC以可靠性高、灵活性强、易于扩展、通用性强、使用方便等优点不断发展，在处理速度、控制功能、通信能力及控制领域等方面都有新的突破，成为工业自动化领域最重要、应用最广的控制设备之一，在国民经济建设有突出的贡献。近年来由于PLC与其他科学结合，使其在各个控制领域显出了较强的应用潜力和良好的应用前景。本论文用PLC来实现分段液位的控制。TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 1引言 1第一章设计准备 3第一节控制要求 3第二节PLC的基本组成 3第二章系统硬件配置 4第一节PLC选型 4第二节控制设计配置 5第三章系统软件设计 7第一节

控制程序流程图 7第二节编程说明 8第四章PLC梯形图 9结论 12致谢 13参考文献 14第一章设计准备第一节控制要求控制系统可以根据生产的需要将液位分为多段来设定，并分段显示，当液位为最低限时自动启动料泵加液，液位到达设定值时发出声光报警，并停泵；操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号，闪烁灯光转平光；系统具有手动/自动两种控制方式，并设有试验功能。第二节PLC的基本组成PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。b.中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。c、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。d、输入输出接口电路（1）、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。（2）、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。e、功能模块如计数、定位等功能模块f、通信模块如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等第二章系统硬件配置第一节PLC选型目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC，国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，功能参差不齐，价格悬殊。在此情况下，PLC的选择应着重考虑PLC的性能价格比，选择可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠的PLC。本文介绍以四段液位控制对象为例，据对多种因素的分析比较及监控系统输入、输出点数的要求，选用日本立石（OMRON）公司C20P型PLC。第二节控制设计配置为实现液位的手动/自动控制，需要输入口12点，输出口8点，选用C20P20点I/O单元的PLC，输入光电隔离，输出继电器隔离，负载能力强；液位检测采用干簧管传感器，手动/自动转换、运行/试验转换和液位设定采用双位旋钮，手动启泵、停泵和确认、试验采用常开按钮；输出选用电子音响报警器和24V直流指示灯、继电器。参见图一系统硬件配置图。图2-1

系统硬件配置图

为节省输入口数量，节省投资，本系统运行/试验功能的转换采用了对I/O模块接线的优化，使PLC输入模块中1个输入节点起到2个输入节点的作用，完成PLC工作在两种方式下的I/O功能。参见图二I/O模块接线的优化。

图2-2

I/O模块接线的优化

系统正常运行时，运行/试验转换旋钮S接通1-3接点，各试验按钮不起作用，液位信号由各干簧管传感器传输给PLC；系统处于试验状态时，S接通1-2接点，各传感器输入信号不起作用，此时可用各试验按钮模拟各段液位信号传输给PLC。两种控制方式下的两个信号共用一个输入节点，成倍提高I/O端口的利用率，节省I/O点数。第三章系统软件设计第一节

控制程序流程图图3-1

系统流程图

第二节编程说明

=1\*GB3①本系统为液位的双位控制系统。液位可分四段设定和显示，在最低液位时自动启泵，当液位到达设定值时自动停泵。

=2\*GB3②采用IL/ILC分支指令，通过0008旋钮实现手动/自动两种功能的选择，当0008旋钮闭合时，自动指示灯亮，系统执行IL/ILC分支内程序，完成自动监控；当0008旋钮打开时，手动指示灯亮，系统执行分支外程序，通过0010、0011旋钮实现手动启泵、停泵。

=3\*GB3③液位由0004~0007旋钮分最低、较低、较高、最高四段设定，系统设置由低到高的优先权，即当多个设定旋钮同时闭合时，低液位设定优先。

=4\*GB3④采用干簧管检测液位时，当液位到达检测点时其触点闭合，指示灯点亮；液位离开检测点时其触点打开，为保证相应测量段指示灯不立即熄灭及不受液位波动的影响，每段指示灯的控制均采用KEEP保持指令，只有当液位上升或下降到相邻段时指示灯才熄灭。

=5\*GB3⑤当液位到达检测点时，液位指示灯闪烁，灯光闪烁因子采用内部闪烁内标1902，以1S为周期闪烁；若液位到达设定值时，自动停泵，并设置电子音响报警，报警声设计为响3S停2S，循环30S后自停，或在30S内按0009确认按钮停音响，指示灯传平光。电子音响报警和泵的启停同样考虑液位的波动影响，设计时采用KEEP保持指令和DIFU微分指令联合使用。

=6\*GB3⑥首次开车时，液位低于或高于最低液位时，需先手动启泵，再切换成自动运行；或先进入试验方式，按最低液位试验按钮启动料泵，再进入自动运行方式。第四章PLC梯形图

图4-1

PLC梯形图结论本系统主要以PLC为核心，利用PLC的强大的控制功能，实现了利用可编程器控制分段液位的功能，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。同时使我加深了对分段液位的运行过程、控制系统的认识，熟悉了可编程控制器在分段液位控制系统中的应用。并且在所学的知识的基础上，尝试了对分段液位控制系统的研究。并且，使我将原来所学的知识系统化、理论化、实用化，对如何使用已有知识及获取的相关资料方面的能力又有了提高。通过这次论文，我还认识到无论做什么，都要踏实、勤奋、严谨的工作态度，对我以后的工作将会产生深远的影响，也使我了解到XXX老师的用心良苦，并且从XXX老师那学到了很多宝贵的东西。致谢在做论文的过程中焦健老师严谨的治学态度和一丝不苟的工作精神给力我深刻的启发，也给了我很大的触动。另外，老师经常给我讲不懂得地方，叫我怎么入手，是我能尽快的完成论文。还要感谢其他老师的指导，给力我很大的帮助在此，对焦健老师在工作和生活中给予的指导和关心致以真诚的意谢。同时在这里还要感谢辅导员与其他老师给予我们的关心和帮助，感谢机房和实验室老师给予的上机与实验的方便。感谢同班同学、师兄师姐在设计中提供的大量