2。2。2 S7--200 型可编程逻辑控制器的扩展模块 5

2。2。3 PC端以及STEP—7编程软件 6

2。3 PLC的闭环控制 6

2。3。1 闭环控制原理 6

2。3。2 可编程逻辑控制器的PID原理 7

第三章 控制系统的软件设计与分析 8

3。1 水箱水位的PLC模拟控制 8

3。1。1 模拟控制的设计思路 8

3。1。2 模拟控制的程序编写 9

3。1。3 模拟控制的控制过程 11

3。2 水箱水位的实现程序 12

3。3本章小结 16

第四章 控制系统的硬件选型与分析 17

4。1 CPU选型与分析 17

4。1。1 模拟设计中的CPU 17

4。1。2 实物设计中的CPU选型与分析 18

4。2 扩展模块的选型与分析 19

4。3 水泵的选型与分析 21

4。4 压力变送器的选型与分析 23

4。4。1 压力变送器的选型要求 23

4。4。2 压力变送器的原理与特点 23

4。5 变频器的选型与分析 24

第五章 控制系统的分析与实现 26

5。1 控制程序的固化 27

5。2 设备间的安装关系 28

5。3 控制系统的实现 29

5。4本章小结 31

总结 32

致谢 33

参考文献 34

第一章 绪论

1。1  研究目的与意义

关于水箱水位的控制，无论是在工业体系的正常运转或是生活活动的普通环节乃至我国重要水系的水位监测中，皆是不可或缺的一环。一般的生产、研究部门或日常生活，都以液态水作为主要的工质来源。不同环节的对应需求量也有差异，实现定量、实时、可控的供水效果成为了众多控制子系统的专门任务[1]。比如，在工厂锅炉、高层建筑的供水与调节、长江水环境等等方面都需要这一系统。除此之外，我国在发展趋势上处于急速的经济上升期，在能源需求上属于消耗型大国，尤其是对于水资源有着较大程度的依赖，经过一段时间的过度和不科学的使用，我国水资源本身的存在价值几乎到了以稀为贵的地步，如果依然走低技术、高投入的粗犷型经济发展道路将会使资源消耗殆尽，导致产出和投入无法平衡，陷入经济发展的瓶颈期，在部分地区仍然存在水资源匮乏的问题。重视水资源的合理、科学的运用是一项创造长期红利的举措，而更高层级的水位控制将起到至关重要的作用。

在自动控制系统方面，生产部门对其有着迫切的需要，控制系统作为一个结合信息反馈与控制的综合体系经历了较漫长的发展。随着以机械式为代表的离心调速器为起点，再到近代出现的以继电器、接触器和计时器等传统继电器控制系统，人类也进入了电气文明的时代。这种传统的继电器控制系统往往需要占据大量的生产空间，同时，因为其设计思路属于硬线逻辑设计，因此需要大量的接触器等电气元件，在一定程度上影响了控制系统整体的可靠性。此外，由于一般的自动控制对象功能或工作效果单一，又局限了这种控制系统的通用性。在遇到控制对象变化的情况下，就需要对硬线逻辑控制系统进行重新设计，耗时耗力，对于各个连接节点硬件的工艺要求较高，使得生产成本也出现浪费。