PLC液位控制系统设计+主程序+电路图(2)
在1985年，国际电工委员会颁布的标准中，对可编程序控制器定义为：一种转为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，在其内部存储进行逻辑与算术运算、顺序控制、计数与定时等操作指令，通过数字式、模拟式的输入与输出，控制各种各样的生产机械与过程。
近年来，PLC发展非常迅速，其功能已经大大超出以上所述定义范围。
1.1 液位控制系统方案
论文的主要内容是设计一个基于PLC的液位控制系统，要求控制系统可以根据生产的需要对液位进行设定，当液位低或高于限定值时自动启动电机加或排液，当液位达到设定值时电机停转，操作人员可以改变限定值，并达到阈值报警功能。根据要求系统设计方案如图1所示。
图1 系统设计方案图
1.2 系统的工作原理
液位控制系统工作原理：液位传感器监控水箱液位变化变转化成电信号发送给PLC，然后PLC根据不同的电信号来控制电机的正转、反转与停止。同时液位信息也同步发送给触摸屏，在触摸屏上显示出液位变化，而且触摸屏通过数据线与PLC相接可以设置水箱内的液位参数。当系统出现故障时工作人员可以通过接触器来控制电机正转、反转和停止。
2. 器件的选取及其特点
PLC在市场上主要有三菱（日本）和西门子（德国）两个品牌，由于过程控制与通信控制是西门子的强项，而且西门子的模拟量模块价格适宜，程序简单，而三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，西门子通信方面也容易，程序简单，三菱在过程控制和通信方面的功能较弱。所以针对液位控制系统选取西门子的PLC，而且某设备现场有很多仪表的数据要用通信进行采集，选取西门子一系列产品便于控制。因此本设计选取的主要器件有：西门子S7-200型号的PLC，欧姆龙公司NS8触摸屏，浮球式液位变送器和直流电动机。
2.1 西门子S7-200PLC简介
S7-200PLC的硬件由主机、I/O扩展机及外部设备组成，其简化框图如图2所示。
主机：由微处理器通过数据总线、地址总线、控制总线和一些辅助电路联接存储器、接口与I/O口单元，检测PLC的硬件工作状态；由编程器感应并接收用户键入的程序与数据；读取、翻译并运行输入的程序；按所定的时序接收输入状态、更新输出状态，与外部设备进行交换信息等[1]。在主机中包含有微处理器和存储器及I/O接口。
电源：PLC都会配有开关式稳压电源，电源的交流输入端一般接有尖峰脉冲吸收电路，来增加抗干扰的能力
输入输出模块：输入输出模块就是I/O模块，是PLC与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。输入模块用于调理输入信号，把输入信号安全地传递到PLC内部。输出模块用于把用户程序的逻辑运算结果输出到PLC外部。
功能模块：除了开关量输入/输出外，PLC的其他输入/输出功能由功能模块来实现。较常见的功能模块有A/D模块、D/A模块、动态输入/输出模块、温度传感器模块、计数器模块、PID模块、远程I/O模块与通信模块等。
图2 PLC硬件简化框图
扩展口：扩展口为PLC的总线接口。主机和近程扩展机之间都是由扩展口来连接的。
编程器：编程器为PLC经常使用的外设，还是PLC中唯一不需要通过功能模块而直接与总线相连接的外设。它在主机上通过编程器接口与其相连。编程器装配着一个方式选择开关，用于控制PLC的工作方式。也就是编程方式和监控方式
其他外设：PLC可带打印机、显示器、键盘等外设。本文设计就用到了触摸屏外设。
S7-200PLC的器件参数如表1所示。
2.2 NS8触摸屏简介