基于PLC的水箱液位监控系统的设计.doc

东北石油大学秦皇岛分校毕业（设计）论文东北石油大学秦皇岛分校毕业（设计）论文3837摘要液位作为工业生产过程中重要的工艺参数之一在各个领域中都有广泛的应用诸如液体储罐、储槽、进料罐、缓冲罐、水箱等设备。而对于水箱液位的监控越来越有其实际的意义我们可以在其上进行诸多的控制策略的试验然后将成功的经验总结、应用到其他领域中去这对节省能耗、工业安全性以及工业自动化的发展是很有推动意义的。本毕业论文用水箱液位监控系统的设计与实现方案的实践操作来阐述PLC的应用。通过PLC软件设计及其优化实现了水箱液位的自动控制。选用西门子S7-200系列PLC作为系统软件开发利用STEP7-Micro/WIN32软件进行梯形图及指令语句表程序编制。运用力控组态软件完成上位机监控界面及整体监控系统设计设计了一种水箱液位控制器。详细介绍液位系统的结构、工作过程、软件的实现。该系统具有操作简便、自动化程度高、运行速度快、可靠性高等特点。关键词：水箱液位监控、PLC、STEP7-Micro/WIN32、监控组态软件、力控组态软件东北石油大学秦皇岛分校毕业论文目录第1章绪论11.1PLC的基本概念11.1.1PLC的定义11.1.2PLC的特点11.1.3PLC的基本结构31.1.4PLC的编程语言31.2PLC的工作原理51.2.1PLC的工作方式51.2.2扫描循环时间61.2.3输入/输出滞后时间61.3西门子简介71.3.1概述71.3.2S7-200系列PLC的介绍71.3.3S7-200的组成7第2章STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍92.1STEP7-Micro/WIN32的概述92.1.1硬件连接及软件安装92.1.2软件的基本功能102.1.3编程软件的使用102.1.4程序的监控及调试10第3章水箱液位的控制系统PLC设计113.1水箱液位的控制系统设计思路113.2硬件设备的选择及工作情况113.2.1硬件设备113.2.2连接图113.2.3系统控制电气连接图123.3程序的编写及下载133.3.1在STEP7-MicroWin环境中编写、调试、下载PLC的梯形图程序133.3.2系统梯形图15第4章运用组态软件完成上位机监控界面及整体监控系统设计214.1监控组态软件介绍214.1.1概述214.1.2组态软件的发展和现状214.1.3组态软件的特点214.2力控组态软件简介214.2.1概述214.2.2力控组态的主要指标214.2.3通讯驱动及通讯处理234.3存储罐液位监控234.3.1组态软件的安装234.3.2存储罐液位监控图234.3.3趋势曲线图29参考文献36致谢37东北石油大学秦皇岛分校毕业（设计）论文第1章绪论1.1PLC的基本概念1.1.1PLC的定义PLC问世以来尽管时间不长但发展迅速。为了使其生产和发展标准化美国电气制造商协会NEMA（NationalElectricalManufactoryAssociation）经过四年的调查工作于1984年首先将其正式命名为PC（ProgrammableController）并给PC作了如下定义“PC是一个数字式的电子装置它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑顺序计时计数与演算等功能并通过数字或类似的输入/输出模块以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着亦被视为PC但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会（IEC）又先后颁布了PLC标准的草案第一稿第二稿并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器用于其内部存储程序执行逻辑运算顺序控制定时计数与算术操作等面向用户的指令并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备都按易于与工业控制系统联成一个整体易于扩充其功能的原则设计。”[14]总之可编程控制器是一台计算机它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用在实际应用时其硬件需根据实际需要进行选用配置其软件需根据控制要求进行设计编制。1.1.2PLC的特点1．PLC的主要特点（1）高可靠性1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。2）各输入端采用R-C滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms。3）各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。4）采用性能优良的开关电源。5）对采用的器件进行严格的筛选。6）良好的自诊断功能一旦电源或