基于plc的液位控制系统毕业论文

毕 业 设 计（论文）题 目：基于 PLC 的液位控制系统 -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 指导教师： 2015 年 5 月 22 日 摘 要随着当今社会科学技术的迅猛发展，各类监测并调控液位系统对自动化程度的要求也越来越高，原有的水位控制系统，已远远不能满足当前高度自动化的需要。本课题是研究通过 PLC 系统来控制水位，监控组态来模拟监控界面，实现生产的自动化，可视化。本课题首先设计 PLC 控制系统，根据要求实现的功能分配 IO 口，接线，然后编制通过 V4.0 step 7 软件进行梯形图的编辑、运行，并把现场的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 进行监控界面的编写、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 为控制核心，具备开始和停止功能，这是一种 PLC 控制的自动调节控制系统。应用此控制系统能显著提高劳动效率，减少劳动强度。关键词：PLC 监控组态 STEP7 力控AbstractIAbstractWith 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 forcecontrolAbstract目 录摘 要 .IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 设计的意义及目的 .11.2 课题的发展现状 .11.3 本设计主要工作 .2第二章 PLC 及 SIEMENS S7-200.32.1 PLC 概述 .32.1.1 PLC 的产生及发展 .32.1.2 PLC 的组成 .42.2 PLC 的特点、性能及分类 .92.2.1 PLC 的特点 .92.2.2 PLC 的性能指标 .102.2.3 PLC 的分类及应用 .112.3 SIEMENS S7-200 系列 PLC .122.3.1 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 软件的使用 .20目录4.1.2 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致谢 .35参考文献 .36附录 .37河北工程大学毕业设计说明书0第一章 绪论1.1 设计的意义及目的基于 PLC 的水位控制系统可以实现生产的自动化，使实际操作简单容易，省时省力。对于降低运行成本，充分利用资源，更大的获得利益，是有重要意义的。本设计目的在于：（1）培养我们分析并解决本专业实际工程问题的反应速度和独立思考的能力，增长实际工作经验。（2）使学生能正确的运用科学技术资料，国家标准手册、图册等工具研究开发工业项目。（3）了解液位控制系统的工作原理，设计理念和现实意义。（4）了解控制系统上位机的后台开发过程，熟知控制系统下位机的硬件选型，连接，程序的编写等详细过程。掌握数据的交换的内容及信息的接收发送。（5）学会利用 I/O 设备驱动完成上位机对下位机的实时监控。1.2 课题的发展现状从最初的理念上来讲，逻辑控制上普遍应用 PLC，并且数量巨大，占有主导地位。适合在相对较简单，过程不复杂的简易控制上应用，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的需要飞速提升，计算机领域的发展也突飞猛进，尤其是CPU 也飞速发展，不断更新换代，包括微型计算机同类的芯片都可以用作新一代 PLC 的核心处理器的选择对象，PLC 在今后的发展当中必将失去一部分市场份额。但换个角度去思考，现如今一些规模庞大，技术先进，市场占有率高的大工业控制器厂商，也迅速的尝试将微机业的一些最新的软件技术移植到现代的 PLC 当中，使其不断完善与改进，增加了更强大的功能，也大大提高了设备的性能。PLC 也早已不只是逻辑控制这么简单的设备了。对于这些现代的 PLC 已经远远不能再简单的理解为过去的“可编程逻辑控制器” 。显而易见，这些新的 PLC 必将会在以后的制动化领域大有作为。PLC 是一个与时俱进的产品，它最初是受到计算机设计思想的启发而研发的，经历了几十年的发展历程，各个生产厂商在竞争中不断的创新、完善，使其更符合自动化的发展，更适应自动化的实际要求。PLC 始终屹立不倒，昂首挺立于工业领域靠的就是它无论在怎样的环境下都能正常准确的发挥作用。微型计算机适应艰苦恶劣的周边环境的能力基于 PLC 的液位控制系统-下位机设计1太差，很难适应工业生产现场，所以他是远远不能取代 PLC 的。因此工业生产中离不开 PLC，是没有争议的。目前中国 PLC 市场本土品牌几乎没有，最受国人青睐的品牌有三菱、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，另外，中国台湾与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 未来发展的主要趋势。在 PLC 自动化的最初时期，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。现如今我们使用 PLC 的同时还要必须使用单独的监控组态软件作为辅助工具，PLC 以后的发展趋势就是在自身的系统里自带有与自身硬件相匹配的监控组态软件，这样会更受到广大用户的喜欢，也更符合市场的需求，也是新的商机，更是一种趋势。1.3 本设计主要工作选取西门子 S7-200 系列 PLC 来主要控制变频器及水泵等设备达到自动调节液位的目的，主要实现方法：（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，来控制变频器的输出频率变化，于