现代工厂生产制度要求供给量更加精确、控制速度更加迅捷、产品加工流程更加简化，这就需要以高性能微处理器为计算核心、以全时态响应的传感器为信息采集手段、以机器语言为控制指令的一整套设备，才可实现。在人类的几次技术中，以可编程逻辑控制技术的出现为影响最巨大，开启了智能化与小型化时代的到来。

相比起传统的水箱水位控制系统，基于PLC的水箱水位控制系统广受欢迎，该系统依靠PLC作出相应的控制决定，将指令发送至水泵电动机，实现实时控制。其主要优势在于通过模块化的结构设计，改变控制程序即可达到预期的工作效果，节省了一定的成本；系统本身是插件式结构，维修简单；控制系统的体积变小；工作数据可以录入计算机；操作的响应速度有了提高；工作期间可靠性高等等。总而言之，采用可编程逻辑控制的水箱水位控制系统改善了以往水箱水位控制的精确性、可靠性、工作适应环境和智能化程度。

1。2 研究现状与趋势

1。3 主要研究内容

（1）学习西门子PLC程序编写，查阅、归纳总结水箱水位控制原理、方法；

（2）基于水箱水位控制原理，利用PLC理论，对控制系统进行模拟设计；

（3）根据模拟设计要求，对水泵、传感器进行选型，并进行实物水箱水位设计；

（4）撰写论文及完成英文翻译。

第二章  控制设备的工作原理

2。1 S7-200型可编程逻辑控制器工作原理

如图2-1为其基本架构图。该型工作机在规模上属于小型工作机，由于这一系统引入了扩展模块式设计，因此，在拓展功能区间后，其工作效果可以达到某些中大型机的技术水平。

图2-1 自动控制系统的工作流程中，主要是由PLC发挥控制作用

其主要技术优势如下:

（1）模块化程度高与开放式通讯；

（2）具有在所有CPU型号中的基本和高级功能；

（3）可对大容量程序和数据进行存储；

（4）较灵敏的实时响应，这一性能体现在任何时候均可对整个过程进行完全控制；

（5）集成接口作为系统总线使用。

2。2 S7—200的组成

2。2。1 S7—200的基本单元

该部分是PLC主要的组成部分，由CPU、存储器、电源、基本信号输入（输出）点，这一模块相当于一个独立的控制系统，可以完成一定规模的控制任务。其中，输入的信号由现场传感器采集，中央处理器负责对信号进行程序的处理，输出部分负责对外输出信号，从而驱动外部执行器[4]。

在工作状态下，中央处理器的输入供电电压可以划分成24V和220V两类，本次设计所选用的工作机属于24V一类，采用晶体管输出方式。

此外，早期的PLC需要电池对数据进行保护，用户的相关程序也使用电池保护，对电池的依赖程度过高。而现代的PLC可以用超级电容保存大量的临时数据，用电池卡保护长期使用的数据和程序。本系列产品主要选择以下几种方式保护程序数据以及用户信息等。本设计中工作机采用永久存储器，保证了文件上传后的实时下载以及运行的功能。

（1）保持型数据存储器，在有效的工作设备中，通过对中间继电器M、定时器T、计数器C等进行组态，从而成为在掉电情况下使用的保持型数据存储器。在一般的使用中，如果发生断电，则可维持60~100小时。

（2）永久存储器，将数据块、系统块、组态、强制设定值设置为掉电保存状态下的M存储器，这一模式不必担心工作机突然断电所带来影响，但对写入的操作参数有数量上的限制，通常不会超过一百万次。