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基于FX2N---32MR可编程控制器的水塔液位控制系统(2)

2013-08-20 01:08  
 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
 
 （3）运动控制
 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
 
 （4）过程控制
 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
 
 （5）数据处理
 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，
如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 大学排名
 
 （6）通信及联网
 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
 
 
 5、 PLC未来展望
 
 21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
 
 
二、方案设计

1、设计题目

基于FX2N---32MR可编程控制器的水塔液位控制系统

控制要求：
 如图所示，S1~S4为液位传感器，液位淹没时接通。系统控制要求如下：当水池液位低于S4时，电磁阀Y打开进水，当液位升至S3时，电磁阀关闭停止进水：此时，若水塔液位低于S2，则电动机M开始运转抽水，当水塔液位升至S1时，电动机M停止运转。 （科教范文网 lw.AsEac.com编辑整理）
 

 
 2、设计思路
 
 系统中辅助控制软元件能实现系统的启动与停止控制，以便更好地实现对电动机和电磁阀的控制，使系统更简单、安全、可靠。
 水位在不超过S4的情况下，电动机M不可以运转抽水，因此在电动机M控制支路Y2接传感器S4的常开开关软元件，当水位液位低于S4时，电磁阀Y1接通，打开阀门，水池进水，若水位超过S4但不超过S3，电磁阀依然保持进水，因此对电磁阀也应该在控制支路上加上一个自锁环节。
 当水池液位高于S3时，电磁阀关闭停止进水，因此在电磁阀Y1的控制支路上应串上S3的常闭触点，当水位到达S3时断开，导致Y1关闭。当水位超过S4时，若水塔的液位低于S2时，电动机M运转抽水，所以Y2上要接上S2的常闭触点，当水位高过S2时，仍然继续抽水，因此在Y1的控制支路接自锁环节。当水位高过S1时停止抽水，所以在Y1上接S1的常闭触点，设计师应注意电磁阀Y1的进水量大于抽水机的抽水量，才能保证系统正确运行，防止间断的抽水，降低工作效率。
 
 
3、工程流程图

如图一所示：

 图一  功能流程图
4、I / O端口分配

表一、输入输出设备与PLC输入输出端口的对应关系
输入设备 输入端口编号 输出设备 输出端口编号
启动按钮SB1 X0 控制电磁阀
继电接触器 Y1
传感器S1 X1  
传感器S2 X2 控制电动机M
继电接触器 Y2
传感器S3 X3  
传感器S4 X4 辅助继电器M MO
停止按钮SB2 X5  

5、端子接线图
 水塔水位系统的输入/输出设备是一个单体控制小系统，没有特殊的控制要求，它有6个开关量，开关量输出触点有3个，输入、输出触点数共有9个，只需选用一般中小型控制器即可。据此，可以对输入、输出点作出地址分配，水塔水位控制系统的端子接线图如图二所示： （转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
                          图二、端子接线图
主电路图

        如图三所示：

 

图三、主电路图

7、设计方案（一）

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