《基于PLC水塔水位控制的畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《基于PLC水塔水位控制的畢業(yè)設(shè)計(jì)（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄 摘要............................................................................................................. 一 概論 1 1.1 水塔水位控制系統(tǒng) 1 1.2 PLC的特點(diǎn) 1 二 水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì) 2 2.1 水塔水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 2 2.2 水塔水位控制系統(tǒng)主電路 3 2.3 I/O接口分配 5 三 水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì) 6 3.1 程序流程圖 6 3.2 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程

2、分析 10 四 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì) 11 4.1 組態(tài)軟件概述 11 4.2 組態(tài)軟件在我國(guó)的發(fā)展 11 4.3 組態(tài)軟件的功能特點(diǎn)發(fā)展方向 12 4.4 建立WINCC組態(tài)畫(huà)面 18 五 總結(jié) 19 參考文獻(xiàn) 20 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 基于PLC水塔水位控制系統(tǒng) 姓名：韓碩 班級(jí)：12機(jī)電14 摘 要 隨著科技的發(fā)展，無(wú)論在日常生活中，還是在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，PLC具有廣泛的應(yīng)用。PLC的一般特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高、編程簡(jiǎn)單方便、使用方便、維護(hù)方便、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是：

3、高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。本水塔水位控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，具備開(kāi)啟和全部停止功能，這是一種PLC控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。應(yīng)用此控制系統(tǒng)能顯著提高勞動(dòng)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞：高集成度 通信組網(wǎng) 水塔水位 PLC 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 一 概述 1.1 水塔水位控制系統(tǒng) 在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中，經(jīng)常需要對(duì)水位進(jìn)行控制，水塔水位控制系統(tǒng)是我國(guó)住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng),傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點(diǎn),并且很不穩(wěn)定，而運(yùn)用PLC自動(dòng)控制原理利用水的導(dǎo)電性連續(xù)地全天候地測(cè)量水位的變化，把測(cè)量到的水位變化參數(shù)轉(zhuǎn)換成相

4、應(yīng)的電信號(hào)，完成相應(yīng)的水位顯示、故障報(bào)警信息顯示、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)的顯示，使水位保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，保持水壓恒定從而提高了供水系統(tǒng)的質(zhì)量。而且成本低，安裝方便，靈敏性好，從而達(dá)到了滿(mǎn)足企業(yè)或居民得到安全。水在人們正常生活和生產(chǎn)中始終如一的起著至關(guān)重要、無(wú)可取代的作用。一旦斷了水，輕則給人民生活帶來(lái)極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失，從而滿(mǎn)足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全、充足的供水成為人們對(duì)供水系統(tǒng)提出的新要求。如果仍然使用傳統(tǒng)的方式，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，并且安全性難以保障，由此運(yùn)用PLC自動(dòng)控制原理進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造，從而實(shí)現(xiàn)安全、充足、自動(dòng)化的供水，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)人們

5、的生產(chǎn)生活具有重大意義 本設(shè)計(jì)用S7-200（CPU 224）實(shí)現(xiàn) PLC對(duì)水塔水位的控制。 通過(guò)PLC與外圍電路的配合，實(shí)現(xiàn)液位的分段指示，同時(shí)系統(tǒng)具有手動(dòng)/自動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)方式下控制系統(tǒng)可以根據(jù)需要將水位分為多段來(lái)設(shè)定，當(dāng)水位為最低限時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)水泵加水，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定水位時(shí)，自動(dòng)停止加水，此外系統(tǒng)還設(shè)有試驗(yàn)功能。在水位沒(méi)有達(dá)到水位開(kāi)關(guān)實(shí)際動(dòng)作位置的情況下，可以通過(guò)試驗(yàn)功能驗(yàn)證系統(tǒng)投入自動(dòng)后的工作狀態(tài)。 1.2 PLC的特點(diǎn) PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集

6、成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線(xiàn)及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。 . 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 二 水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì) 2.1 水塔水

7、位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 水塔水位控制裝置如圖2-1所示： 圖2-1 水塔水位控制裝置圖 水塔水位的工作方式 當(dāng)水池液位低于下限液位開(kāi)關(guān)S1，S1此時(shí)為ON，電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里注水，當(dāng)4S以后，若水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限液位開(kāi)關(guān)時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，若系統(tǒng)正常，此時(shí)水池下限液位開(kāi)關(guān)S4為OFF,表示水位高于下限水位。當(dāng)水位液面高于上限水位，則S2為ON，電磁閥關(guān)閉。 當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位時(shí)，則水塔下限水位開(kāi)關(guān)S3為ON，水泵開(kāi)始工作，向水塔供水，當(dāng)S3為OFF時(shí)，表示水塔水位高于水塔下限水位。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位時(shí)，則水塔上限水位開(kāi)

8、關(guān)S4為OFF，水泵停止。 當(dāng)水塔水位低于下限水位，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，水泵不能啟動(dòng)。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 2.2 水塔水位控制系統(tǒng)主電路 水塔水位控制系統(tǒng)主電路如圖2-2所示： 圖2-2 水塔水位控制系統(tǒng)主電路圖 2.3 I/O接口分配 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表。 表2-1 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表 輸入 輸出 名稱(chēng) 地址 描述 名稱(chēng) 地址 描述 SHH I0.0 水位高位 DS1 Q0.0 水位高位指示燈 SH I0.1 水位較高位 DS2

9、 Q0.1 水位較高位指示燈 SL I0.2 水位較低位 DS3 Q0.2 水位較低位指示燈 SLL I0.3 水位低位 DS4 Q0.3 水位低位指示燈 SETHH I0.4 設(shè)定水位高位 DS5 Q0.4 自動(dòng)指示燈 SETH I0.5 設(shè)定水位較高位 DS6 Q0.5 手動(dòng)指示燈 SETL I0.6 設(shè)定水位較低位 KM Q0.6 水泵控制 MA I1.0 手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài) MS I1.1 手動(dòng)啟泵 MC I1.2 手動(dòng)停泵 水塔水位控制系統(tǒng)的I/O設(shè)備 這是一個(gè)

10、單體控制小系統(tǒng)，沒(méi)有特殊的控制要求，它有6個(gè)開(kāi)關(guān)量，開(kāi)關(guān)量輸出觸點(diǎn)數(shù)有8個(gè)，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有14個(gè)，只需選用一般中小型控制器即可。據(jù)此，可以對(duì)輸入、輸出點(diǎn)作出地址分配。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ S7-200簡(jiǎn)介 S7—200可編程控制器是德國(guó)西門(mén)子公司研制的一種新型可編程控制器。它工作可靠，功能強(qiáng)，存儲(chǔ)容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動(dòng)2A的繼電器或接觸器的線(xiàn)圈，抗干擾能力強(qiáng)，成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器，本設(shè)計(jì)的PLC采用 S7-200。 S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連

11、成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。 S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1）極高的可靠性 2）極豐富的指令集 3）易于掌握 4）便捷的操作 5）豐富的內(nèi)置集成功能 6）實(shí)時(shí)特性 7）強(qiáng)勁的通訊能力 8）豐富的擴(kuò)展模塊 S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 西門(mén)子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-

12、300、S7-200三個(gè)系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見(jiàn)的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號(hào)。 1）集成的24V電源 可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA 可用作負(fù)載電源 2）高速脈沖輸出 具有2 路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)定位任

13、務(wù)。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 3）通信口 CPU 221、CPU222和CPU224具有1個(gè)RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2個(gè)RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。 4）模擬電位器 CPU221/222有1個(gè)模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個(gè)模擬電位器。模擬電位器用來(lái)改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過(guò)程量的控制參數(shù)。 5）中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 6）EEPROM 存儲(chǔ)器模塊 可作為修改與拷貝程序的快速工具，無(wú)

14、需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。 7）電池模塊 用戶(hù)數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器）可通過(guò)內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5 天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。 8）不同的設(shè)備類(lèi)型 CPU 221~226 各有2種類(lèi)型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 9）數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn) CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 224 具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)；CPU226/226XM 具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電耦合輸入電

15、路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類(lèi)型。 水塔水位控制系統(tǒng)PLC控制的電氣接線(xiàn)圖 圖2-3系統(tǒng)的電氣連接圖 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 三 水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì) 3.1 程序流程圖 水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，控制流程圖，如圖3-1所示： 圖3-1 水塔水位控制系統(tǒng)的PLC控制流程圖 這種分時(shí)操作的過(guò)程稱(chēng)為CPU對(duì)程序的掃描。掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增順序逐條掃描用戶(hù)程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶(hù)程序，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成

16、一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 3.2 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過(guò)程分析 梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形化編程語(yǔ)言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線(xiàn)圈、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，它比較直觀(guān)、形象，對(duì)于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō)，易被接受。繼電器梯形圖多半適用于比較簡(jiǎn)單的控制功能的編程，絕大多數(shù)PLC用戶(hù)都首選使用梯形圖編程。 梯形圖編程的一般規(guī)則有： （1）梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個(gè)邏輯行起始于左母線(xiàn)然后是觸點(diǎn)的各種連接，最后是線(xiàn)圈或線(xiàn)圈與右母

17、線(xiàn)相連，整個(gè)圖形呈階梯形。梯形圖所使用的元件編號(hào)地址必須在所使用PLC的有效范圍內(nèi)。 （2）梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線(xiàn)并不接任何電源，因而圖中各支路也沒(méi)有真實(shí)的電流流過(guò)。但為了讀圖方便，常用“有電流”、“得電”等來(lái)形象地描述用戶(hù)程序解算中滿(mǎn)足輸出線(xiàn)圈的動(dòng)作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流”，而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流;層次的改變也只能自上而下。 （3）梯形圖中的繼電器實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器，相應(yīng)某位觸發(fā)器為“1態(tài)”，表示該繼電器線(xiàn)圈通電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，反之為“O態(tài)”。梯形圖中繼電器的線(xiàn)圈又是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器線(xiàn)圈外，還包括定時(shí)

18、器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)器等的線(xiàn)圈以及各種比較、運(yùn)算的結(jié)果。 （4）梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線(xiàn)圈應(yīng)與右母線(xiàn)直接相連，線(xiàn)圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。 （5）繼電器線(xiàn)圈在一個(gè)程序中不能重復(fù)使用:而繼電器的觸點(diǎn)，編程中可以重復(fù)使用，且使用次數(shù)不受限制。 （6）PLC在解算用戶(hù)邏輯時(shí)，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進(jìn)行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作，這在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可以減少許多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路，從而使電路設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。所以，由梯形圖編寫(xiě)指令程序時(shí)，應(yīng)遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)于一條指令，一條指令為一個(gè)步

19、序。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。 工作過(guò)程 設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4個(gè)液位指示燈全滅。當(dāng)執(zhí)行程序時(shí)，掃描到水池為液位低于水池下限液位時(shí)，水閥打開(kāi)，開(kāi)始往水池里進(jìn)水；如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水池液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，水池報(bào)警燈A 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 2亮。若4秒之后水池液位按預(yù)定的超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)在正常的工作，水池下限位的指示燈A1亮，此時(shí)，水池的液位已經(jīng)超過(guò)了下限位了，系統(tǒng)檢測(cè)到此信號(hào)時(shí)，由于水塔液位低于水塔水位下限，水泵開(kāi)始工作

20、，向水塔供水；如果進(jìn)水超過(guò)4秒，而水塔液位沒(méi)有超過(guò)水池下限位，說(shuō)明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，水塔報(bào)警燈A5亮。當(dāng)水池的液位超過(guò)水池上限液位時(shí)，水池上限指示燈A3亮，水閥就關(guān)閉。但是水塔現(xiàn)在還沒(méi)有裝滿(mǎn)，可此時(shí)水塔液位已經(jīng)超過(guò)水塔下限水位，則水塔下限指示燈A4亮，水泵繼續(xù)工作，在水池抽水向水塔供水，水塔抽滿(mǎn)時(shí)，水塔液位超過(guò)水塔上限，水塔上限指示燈A6亮。但剛剛給水塔供水的時(shí)候，水泵已經(jīng)把水池的水抽走了，此時(shí)水塔液位已經(jīng)低于水池上限，水池上限指示燈A3滅。此次給水塔供水完成。 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖，如圖3-2所示： 請(qǐng)預(yù)覽后下載！

21、 圖3-2 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖 （1）啟停程序： 圖3-3 啟停程序梯形圖 （2）水閥控制程序： 圖3-4 水閥控制程序梯形圖 （3）水池下限水位指示程序： 圖3-5 水池下限水位指示程序梯形圖 （4）水池水位報(bào)警程序： 圖3-6 水池水位報(bào)警程序梯形圖 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ （5）水池水位上限指示程序： ‘ 圖3-7 水池水位上限指示程序梯形圖 （6）水泵啟?？刂瞥绦颍? 圖3-8 水泵啟?？刂瞥绦蛱菪螆D （7）水塔水位下限指示程序： 圖3-9 水塔水位下限指示程序梯形圖 （8）

22、水塔水位報(bào)警程序： 圖3-10 水塔水位報(bào)警程序梯形圖 （9）水塔水位上限指示程序： 圖3-11 水塔水位上限指示程序梯形圖 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 四 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì) 4.1 組態(tài)軟件概述 “組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系（簡(jiǎn)稱(chēng)DCS）的出現(xiàn)才開(kāi)始被廣大的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程中，PC（包括工控機(jī)）相比以前的專(zhuān)用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)日趨明顯。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已臻成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬

23、件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在PC技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶(hù)提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的HMI（人機(jī)接口軟件，）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶(hù)能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開(kāi)發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶(hù)通過(guò)手工

24、或委托第三方編寫(xiě)HMI應(yīng)用，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，可靠性差；或者購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿(mǎn)足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶(hù)從這些困境中解脫出來(lái)，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。 4.2 組態(tài)軟件在我國(guó)的發(fā)展 組態(tài)軟件產(chǎn)品于80年代初出現(xiàn)，并在80年代末期進(jìn)入我國(guó)。但在90年代中期之前，組態(tài)軟件在我國(guó)的應(yīng)用并不普

25、及。 究其原因，大致有以下幾點(diǎn)： （1）國(guó)內(nèi)用戶(hù)還缺乏對(duì)組態(tài)軟件的認(rèn)識(shí)，項(xiàng)目中沒(méi)有組態(tài)軟件的預(yù)算，或?qū)幵竿度肴肆ξ锪︶槍?duì)具體項(xiàng)目做長(zhǎng)周期的繁冗的上位機(jī)的編程開(kāi)發(fā)，而不采用組態(tài)軟件； （2）在很長(zhǎng)時(shí)間里，國(guó)內(nèi)用戶(hù)的軟件意識(shí)還不強(qiáng)，面對(duì)價(jià)格不菲的進(jìn)口軟件（早期的組態(tài)軟件多為國(guó)外廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)），很少有用戶(hù)愿意去購(gòu)買(mǎi)正版。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ （3）當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化和信息技術(shù)應(yīng)用的水平還不高，組態(tài)軟件提供了對(duì)大規(guī)模應(yīng)用、大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控、處理并可以將處理的結(jié)果生成管理所需的數(shù)據(jù)，這些需求并未完全形成。 隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的深入，在面臨規(guī)模更大、控制更復(fù)雜的控制系統(tǒng)時(shí)，人們逐漸意

26、識(shí)到原有的上位機(jī)編程的開(kāi)發(fā)方式。對(duì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力、得不償失的，同時(shí)，MIS（管理信息系統(tǒng)）和CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、決策提供更詳細(xì)和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在1995年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。 4.3 組態(tài)軟件的功能特點(diǎn)發(fā)展方向 目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類(lèi)似的功能：比如，幾乎所有運(yùn)行于32位Windows平臺(tái)的組態(tài)軟件都采用類(lèi)似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu)，并且對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源（設(shè)備、標(biāo)簽量、畫(huà)面等）進(jìn)行配置和編輯；都提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序；都使用腳本語(yǔ)言提供二次開(kāi)發(fā)的功能，等等。但

27、是，從技術(shù)上說(shuō)，各種組態(tài)軟件提供實(shí)現(xiàn)這些功能的方法卻各不相同。從這些不同之處，以及PC技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，可以看出組態(tài)軟件未來(lái)發(fā)展的方向。 4.4 建立WINCC組態(tài)畫(huà)面 WINCC組態(tài)畫(huà)面 打開(kāi)WINCC組態(tài)軟件，新建單用戶(hù)項(xiàng)目，然后進(jìn)入圖形編輯管理器，建立WINCC組態(tài)畫(huà)面，如圖4-1所示。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 圖4-1 WINCC組態(tài)畫(huà)面 畫(huà)面演示 啟動(dòng)仿真，運(yùn)行WINCC組態(tài)畫(huà)面。點(diǎn)擊“啟動(dòng)按鈕”，“水閥”動(dòng)作，如圖4-2所示和圖4-3所示： 圖4-2 啟動(dòng)初始WINCC畫(huà)面 圖4-3 啟動(dòng)初始仿真畫(huà)面 4秒后，若“水池低水位指示

28、”信號(hào)未輸入，則“水池低水位”報(bào)警燈報(bào)警，如圖4-4和4-5所示： 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 圖4-4 水池報(bào)警WINCC畫(huà)面 圖4-5 水池報(bào)警仿真畫(huà)面 若“水池低水位”信號(hào)輸入，則報(bào)警不啟動(dòng)，啟動(dòng)“水泵”， 如圖4-6和4-7所示： 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 圖4-6 水泵啟動(dòng)WINCC畫(huà)面 圖4-7 水泵啟動(dòng)仿真畫(huà)面 4秒后，若“水塔低水位指示”信號(hào)未輸入，則“水塔低水位”報(bào)警燈報(bào)警，如圖4-7和4-8所示： 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 圖4-7 水塔報(bào)警WINCC畫(huà)面 圖4-8 水塔報(bào)警仿真畫(huà)面 若“水塔低水位”信號(hào)輸入，則報(bào)警不啟動(dòng)，如圖4-9

29、和4-10所示： 圖4-9 水塔低水位WINCC畫(huà)面 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 圖4-10 水塔報(bào)警仿真畫(huà)面 若“水塔高水位指示”信號(hào)輸入，則關(guān)閉水泵，如圖4-11和4-12所示： 圖4-11 水塔高水位WINCC畫(huà)面 圖4-12 水塔高水位仿真畫(huà)面 一段時(shí)間后，若“水池高水位指示”信號(hào)輸入，則關(guān)閉水閥，如圖4-13和4-14所示： 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 圖4-13 水池高水位WINCC畫(huà)面 圖4-14 水池高水位仿真畫(huà) 至此，這次基于PLC控制系統(tǒng)的水塔水位控制任務(wù)圓滿(mǎn)完成。 請(qǐng)預(yù)覽后下

30、載！ 五 結(jié)論 大學(xué)三年，在畢業(yè)之際，要用我這三年所學(xué)的知識(shí)做出一個(gè)設(shè)計(jì)，來(lái)給予我這三年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)肯定。 我做的這個(gè)題目是有關(guān)PLC與組態(tài)軟件相結(jié)合的，也是將我三年所學(xué)習(xí)的知識(shí)的一個(gè)結(jié)合應(yīng)用。是這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)給予我理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，提高了我實(shí)際操作和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。讓我更熟練的掌握PLC的編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。在對(duì)組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)當(dāng)中，躺臥體會(huì)到了細(xì)節(jié)界定一切的道理，剛開(kāi)始做組態(tài)的時(shí)候，由于我對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我把自己想出來(lái)一些以為是對(duì)的東西用到組態(tài)軟件上，問(wèn)題出現(xiàn)

31、了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和我想要的結(jié)果不相符合。經(jīng)過(guò)我一次次的實(shí)踐，最后把正確的結(jié)果做出來(lái)時(shí)，才看到了自己的缺點(diǎn)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法。但是一味依靠他人解決問(wèn)題并不能幫助自己提升，很多時(shí)候，自己還是通過(guò)查資料來(lái)解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題。通過(guò)自己親自去查找資料，不僅將自己所學(xué)的知識(shí)都進(jìn)行了復(fù)習(xí)、加深理解，而且和新學(xué)的的知識(shí)有效的結(jié)合了，提升了自己。 現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是做完了，可是我的學(xué)習(xí)之路還沒(méi)有完，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)我能力的一次小小測(cè)試。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)教給了我在以后面對(duì)時(shí)的另一條

32、道路——自己去尋求答案。 對(duì)我來(lái)說(shuō)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是一個(gè)終點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)起點(diǎn)。 請(qǐng)預(yù)覽后下載！ 參 考 文 獻(xiàn) [1]胡學(xué)林.《可編程控制器原理及應(yīng)用》.北京.電子工業(yè)出版社，2007：1. [2]胡學(xué)林.《可編程控制器教程（提高篇）》.北京.電子工業(yè)出版社，2005：8. [3]汪志峰.《可編程控制器原理及應(yīng)用》.西安.電子科技大學(xué)出版社，2004. [4]廖常初.《S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [5]吳中俊，黃永紅 .《可編程序控制器原理及應(yīng)用》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [6]呂景泉.《可編程控制器技術(shù)教程》.北京：高等教育出版社，2001. [7]宋德玉.《可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》.北京.冶金工業(yè)出版社，2002. [8]鄭晟，鞏建平，張學(xué).《現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用》.北京：科學(xué)出版社，2003. （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正，謝謝!） 請(qǐng)預(yù)覽后下載！