（3）微分控制：自动控制系统在降低误差的过程中，存在现振荡甚至失稳的现象。一般用于滞后性较为明显的系统。

第三章 控制系统的软件设计与分析

3。1 水箱水位的PLC模拟控制

3。1。1 模拟控制的设计思路

本设计最终的设计对象为THBDY-1型水箱，为实现水箱水位的恒定控制，先进行了模拟控制的实验。相对于实物设计，模拟设计采用了以低位水箱作为实际水槽、以高位水箱作为实际水箱的方案，通过简化蓄水、供水对象，进行实验设计。

在模拟设计中，需要满足以下设计要求：起到和压力传感器相同作用的信号传感器、水位的高度显示以及相关水位高度下水泵的启停控制。

在实物设计中，水位高度由压力变送器反映，在模拟设计中，为建立合理模型，所选择的信号传感器应准确表示水位高度。在向水箱供水期间，由于注水流速视为理想状态，可作为恒定量，因此，注水的时间可以反映相应的水位高度，从而用计时器代替压力变送器。在实物的设计中，压力传感器与PLC工作机相连，负责信号的实时输入，本模拟中使用了控制系统自带的计时器模块，进行替代。文献综述

有别于实际工况下水位信号的连续变化，模拟过程中将水位信号采取定点处理的方式来对水泵进行控制，本次模拟中，共选取了四个水位信号。

在模拟设计中，信号的产生由指示灯表示，例如，S1、S2、S3、S4信号灯分别代表四个模拟水位，M、Y信号灯代表高、低位水泵的运行状态。

其工作模式为，先对低位水箱进行供水，水位于S1位置处时，水泵Y开始工作。低位水箱水位上升至S2位置后，转由对高位水箱进行供水，同时水泵Y结束工作，水泵M开始工作，供水直至S4位置结束。

图3-1 模拟控制示意图

3。1。2 模拟控制的程序编写

如图3-2所示，这是一个闪烁电路，其模拟运行中的作用在于，当水位到达预定点（水位）后，进行闪烁，从而表明，某一阶段的注水已经完成，可以进入下一阶段。

图3-2 反映水位的闪烁电路和低位水泵的自守电路

之所以采用该范围的计时器是因为，本次所选的PLC工作机为S7—200型，且其CPU型号为224，对于计时器的计时范围有所局限，因此，应当合理调用该模块。经过分析，使用100ms的参数设置、并记录5次的方式更为合理，起到避免闪烁灯的工作频率过高、避免了短时响应状态下，无法准确观察注水是否完成的情况。

如图3-2所示，I0。3所对应开关为S4（可视为低位水箱的零液面，且该位置下对应的压力值为零），I0。2所对应开关为S3。在这一程序中，M1。0是系统自带的逻辑量，在物理结构上体现为普通继电器，除此之外，该部分程序被设计为互守式。这是由于触发式开关的特点所决定的，此处可以视为，在计时器T39完成计时，即表示低位水箱完成注水后，此时水泵Y应当停止工作，不再受最低位的信号影响。将开关S3设计为常闭状态可以在水位达到预期后，输出信号至电动机，作为停止工作的输入信号。

如下图3-3网络四、网络五所示，以之前的计时器T39的运算结果作为输入信号，同时S4的状初始态设定为常闭，即当注水完成后，由最低水位决定输水过程的前提和可行性（若最低水位没有状态响应，则S3不可视为已经达到液面）。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

图3-3 低位水泵的控制程序

该程序计时器的作用不在于计时，而是将上一步的计时完成的信号更加稳定地传至水泵Y（程序中用Q 0。1表示），与之形成并行电路的，还有作为提示已完成注水环节的T37与T38闪烁电路，因为设置了S3为常闭初始状态，故在水位到达改点时，水泵Y启动即开始向上一级供水。