基于s7-200的液位控制系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC控制程序

1、西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2015屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：基于s7-200的液位控制系統(tǒng)： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC控制程序 學(xué)生姓名： 院（系）： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 20 年 月 日 題目基于s7-200的液位控制系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC控制程序?qū)W生姓名學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及其基本要求1.儲(chǔ)罐直徑：40cm，儲(chǔ)罐高：60cm，儲(chǔ)罐介質(zhì)：水，管道直徑：16mm，驅(qū)動(dòng)泵型號(hào)：16CQ-SP，輸入流量0-30升/min。2.學(xué)習(xí)研究液位控制系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用。3.選擇合適的液位傳感器，實(shí)現(xiàn)液位自動(dòng)監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能。檢測(cè)精度0.1級(jí)。4.選擇合適的電磁執(zhí)行器，應(yīng)用s7-2

2、00PLC設(shè)計(jì)液位閉環(huán)系統(tǒng)，采用二位式控制方法實(shí)現(xiàn)多液位的控制。5.研究s7-200模擬量輸入方法和二位式控制方法，完成相應(yīng)的硬件選型和軟件編程工作。6.完成相關(guān)資料檢索和開(kāi)題報(bào)告。7.完成論文的寫(xiě)作和15000字符以上的英文材料翻譯設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間2015年2月24日至2015年6月13日設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)自動(dòng)化教研室指 導(dǎo) 教 師 簽 名年 月 日系（教研室）主任簽名年 月 日學(xué) 生 簽 名年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)基于s7-200的液位控制系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC控制程序摘 要：可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一

3、種新型的、非常有用的工業(yè)控制裝置，作為工業(yè)自動(dòng)控制的核心控制部分，使系統(tǒng)的控制精度更高、反應(yīng)速度更快、系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)。在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要控制裝置之一。本設(shè)計(jì)以可編程控制器（PLC）為核心，把智能傳感器檢測(cè)、電磁閥和PLC控制相結(jié)合，提出了一種基于PLC的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)運(yùn)用液位傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)水箱液位的變化；并且由PLC處理，并控制電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的控制，觸屏顯示器與PLC相聯(lián)，可以通過(guò)觸屏顯示器改變液位閾值。這種液位控制系統(tǒng)具有控制靈活，精度高，易于操作的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：PLC；液位；自動(dòng)控制；傳感器Design o

4、f Liquid Level Control System Based on S7-200：The design of the system and The control program of PLCAbstract：PLC (Programmable Controller, PLC) questions developed in recent years is a new, very useful industrial control device, as the core of industrial automatic control system control section, th

5、e higher control precision, reaction faster and better stability of the system. In all kinds of mechanical equipment and production process of automatic control system has been widely used in industrial automation, has become the main control contemporary one of the devices.The design with the progr

6、ammable controller (PLC) as the core, the intelligent sensor, solenoid valve and PLC control, this paper puts forward a design scheme of control system based on PLC. System uses liquid level sensor to check the real-time changes of liquid level of water tank; and the PLC control the liquid level thr

7、ough controlling solenoid valve.The touch screen display is connected with PLC, through changing the touch screen display level threshold is set. The control system of liquid level has the characteristics of flexible control, high accuracy, easy operation.Key Words: PLC; Level; Automatic control; se

8、nsor目 錄1 緒論11.1 課題的背景及意義11.2.1 PLC的產(chǎn)生，定義11.1.2 PLC的發(fā)展現(xiàn)狀21.2.3 PLC的功能、特點(diǎn)21.3 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容32 西門(mén)子S7-200系列PLC52.1 S7-200 PLC系統(tǒng)的基本組成52.2 STEP 7-Micro/WIN簡(jiǎn)介62.3 S7-200 PLC CUP和輸入模塊選擇83 液位控制的基本原理和應(yīng)用93.1 液位控制的基本原理93.2 液位控制的應(yīng)用94 控制系統(tǒng)中的硬件選擇114.1 液位傳感器的選型114.1.1 液位傳感器的選型考慮因素114.1.2 CFBPY投入式液位器114.2 電磁閥的選型考慮因素144.2.

9、1 電磁閥的選型依據(jù)144.2.2 電磁閥的選型原則154.2.3 ZCZ DN15 電磁閘閥174.3 工控機(jī)簡(jiǎn)介194.4 儀表電源箱215 控制方案設(shè)計(jì)235.1二位式控制方法235.2 S-7200模擬量輸入方法255.2.1 EM235模擬量輸入模塊255.2.2 傳感器與模擬量輸入模塊的連接295.2.3 模擬量輸入的A/D轉(zhuǎn)換295.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案315.4 軟件編程325.4.1 程序設(shè)計(jì)325.4.2 STEP7Micro/WIN4.0編程軟件項(xiàng)目的創(chuàng)建335.4.3 梯形圖編程356 模擬仿真386.1 S7-200 SIM 2.0386.2 本設(shè)計(jì)的仿真397 監(jiān)控主機(jī)

10、部分簡(jiǎn)介41總結(jié)42參考文獻(xiàn)43致 謝44III1 緒論1.1 課題的背景及意義為了解決人工控制的控制準(zhǔn)度低、控制速度慢、靈敏度低等一系列問(wèn)題。從而我們現(xiàn)在就引入了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制。在自動(dòng)化控制的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，一個(gè)很重要的控制參數(shù)就是液位。一個(gè)系統(tǒng)的液位是否穩(wěn)定，直接影響到了工業(yè)生產(chǎn)的安全與否、生產(chǎn)效率的高低、能源是否能夠得到合理的利用等一系列重要的問(wèn)題。隨著現(xiàn)在工業(yè)控制的要求越來(lái)越高，一般的自動(dòng)化控制已經(jīng)也不能夠滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)控制的需求，所以我們就又引入了可編程邏輯控制（又稱(chēng)PLC）。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及時(shí)。液位控制系統(tǒng)它使我們的生活、生產(chǎn)都帶來(lái)了不可想象的變化

11、。它使在控制中更加的安全，節(jié)約了更多的勞動(dòng)力，更多的時(shí)間。在我國(guó)隨著社會(huì)的發(fā)展，很早就實(shí)行了自動(dòng)控制。而在我國(guó)液位控制系統(tǒng)也利用得相當(dāng)?shù)膹V泛。不管是化工、能源、水利、石油還是生活用水供應(yīng)、飲料食品加工。各行各業(yè)中液位控制都有著廣泛且重要的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)是對(duì)現(xiàn)代液位控制系統(tǒng)的一種模擬，它可以應(yīng)用到許多液位控制當(dāng)中，如：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)液位測(cè)量與控制、油罐液位測(cè)量、化工過(guò)程液位控制、制藥罐液位控制、食品飲料液罐控制、大壩水位監(jiān)控、飲用水和污水處理等。尤其是對(duì)一些有毒液體的控制更能突顯自動(dòng)控制的重要性。節(jié)省了人力、保證了安全。具有很大的使用和推廣價(jià)值。1.2 PLC的產(chǎn)生，定義和現(xiàn)狀1.2.1 PLC的產(chǎn)生，

12、定義一、可編程控制器的產(chǎn)生 20世紀(jì)60年代，在世界技術(shù)改造的沖擊下，要求尋找一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器。1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司從用戶(hù)角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件后，立即引起了開(kāi)發(fā)熱潮。二、可編程控制器的定義國(guó)際工委員會(huì)（IEC）曾于1982年11月頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿，1985年1月又發(fā)表了第二稿，1987年2月頒布了第三稿。該草案中對(duì)可編程控制器的定義是“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)計(jì)算等面向

13、用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.1.2 PLC的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性?xún)r(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的

14、國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控

15、制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車(chē)、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)

16、廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。1.2.3 PLC的功能、特點(diǎn) PLC是面向用戶(hù)專(zhuān)為在工作環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。它具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)。（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，要能適應(yīng)這樣一個(gè)具有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的工業(yè)環(huán)境中，那么，在PLC硬件設(shè)計(jì)方面，首先應(yīng)對(duì)器件嚴(yán)格篩選和優(yōu)化，而且在電路結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。例如，在輸入/輸出（I/O）電路中采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，又提高了抗干擾性能；各個(gè)I/O端口除采用了常規(guī)模擬濾波以外，還加上數(shù)字濾波；內(nèi)容采用了電磁

17、屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進(jìn)的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號(hào)；采用了合理的電路程序，對(duì)模塊可進(jìn)行在線(xiàn)插拔，調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常運(yùn)行，其平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間在30005000h以上。 （2）編程簡(jiǎn)單、直觀 PLC是面向現(xiàn)場(chǎng)，考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉繼電器控制線(xiàn)路的特點(diǎn)，在PLC的設(shè)計(jì)上，沒(méi)有采用微機(jī)控制中常用的匯編語(yǔ)言，而是采用一種面向控制過(guò)程的梯形圖語(yǔ)言。梯形圖語(yǔ)言與繼電器原理圖類(lèi)似，形象直觀，易學(xué)易懂。電氣工程師和具有一定知識(shí)的電工工藝人員都可以在很短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。PLC繼承了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使用起來(lái)靈活方便。近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓?/p>

18、程圖語(yǔ)言（Sequential Function Chart）,使編程更簡(jiǎn)單方便。 （3）控制功能強(qiáng)PLC除具有基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能外，配上特殊的功能模塊還可實(shí)現(xiàn)位控制、PID運(yùn)算、過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能。PLC可連接成為功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，低速網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離達(dá)5002500m，高速網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離為5001000m,網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)1024個(gè)，并且高速網(wǎng)絡(luò)和低速網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連，兼容性好。（4）易于安裝，便于維護(hù)PLC安裝簡(jiǎn)單，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間是一半地方。在從繼電器控制系統(tǒng)改造到PLC系統(tǒng)的情況下，PLC小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器箱附近并將

19、連線(xiàn)接向已有接線(xiàn)端，而且改換很方便，只要將PLC的輸入/輸出端子連向已有的接線(xiàn)端子排即可。在大型PLC系統(tǒng)的安裝中，遠(yuǎn)程輸入/輸出站安置在最優(yōu)地點(diǎn)，遠(yuǎn)程I/O站通過(guò)同軸電纜和雙扭線(xiàn)連向CPU，這種配置大大減少了物料和勞力，遠(yuǎn)程子系統(tǒng)也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達(dá)安裝現(xiàn)場(chǎng)地前由PLC工程商預(yù)先連好線(xiàn)，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。從一開(kāi)始，PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于幾乎所有的器件都是模塊化的，維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件中，能指示器件是否正常工作，借助于編程設(shè)備可見(jiàn)輸入/輸出是ON還是OFF，還可寫(xiě)編程指令來(lái)報(bào)告故障。 總之，在工業(yè)應(yīng)

20、用中使用PLC的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。通過(guò)PLPC的使用，使用戶(hù)獲得高性能、高可靠性帶來(lái)的高質(zhì)量和低成本1.3 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課題將在以下幾方面對(duì)液位系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證：控制系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)的需要對(duì)液位進(jìn)行來(lái)設(shè)定，當(dāng)液位低于設(shè)定限位時(shí)自動(dòng)關(guān)閉電磁閥提高液位，當(dāng)液位高于限定值時(shí)打開(kāi)電磁閥降低液位。操作人員可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行液位設(shè)定，控制監(jiān)控等操作。442 西門(mén)子S7-200系列PLC2.1 S7-200 PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200 PLC由基本單元（S7-200 CPU 模塊）、擴(kuò)展單元、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器、STEP 7-Micro/WINCC編程軟件及通信電纜等組成?；締卧猄7

21、-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用.基本單元（S7-200 CPU模塊）也成為主機(jī)。由中央處理單元（CPU）、電源及數(shù)字量輸入/輸出單元責(zé)成。這些都被緊湊地安裝在一個(gè)獨(dú)立的裝置中，基本單元可以構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)。擴(kuò)展單元S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù).編程器PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶(hù)程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶(hù)程序送入PLC中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，

22、簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專(zhuān)用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專(zhuān)用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。STEP 7-Micro/WINCC編程軟件STEP 7編程軟件是基于windows的應(yīng)用軟件，用于西門(mén)子系列工控產(chǎn)品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WINCC,是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具，是SIMATIC工業(yè)軟件的重要組成部分。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，有聯(lián)機(jī)幫助功能

23、，主要為用戶(hù)開(kāi)發(fā)PLC應(yīng)用程序使用；同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶(hù)程序的執(zhí)行狀態(tài)，是SIMATIC S7-200用戶(hù)不可缺少的開(kāi)發(fā)工具。本次設(shè)計(jì)中PLC系統(tǒng)的選擇由于CPU226集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)，完全能滿(mǎn)足控制要求。此PLC可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，

24、更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。根據(jù)上述分析，參照西門(mén)子S7-200產(chǎn)品目錄，選用主機(jī)為CPU226 PLC一臺(tái)、另加上一臺(tái)模擬量擴(kuò)展模塊EM235。2.2 STEP 7-Micro/WIN簡(jiǎn)介STEP 7-Micro/WIN是S7-200系列PLC的編程軟件，運(yùn)行在32位Windows操作系統(tǒng)下（Windows95以后的微軟視窗操作系統(tǒng)）。它功能強(qiáng)大，為用戶(hù)開(kāi)發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。它是西門(mén)子S7-200用戶(hù)悄可缺少的開(kāi)發(fā)工具。除此之外，要對(duì)S7-200進(jìn)行實(shí)際的編程和調(diào)試，必須在運(yùn)行編程軟件的計(jì)算機(jī)和S7-200CPU間配備下列設(shè)備

25、中的一種： （1） 一條PC/PPI電纜或PPI多主站電纜，其價(jià)格便宜，用得最多。 （2） 一塊插在個(gè)人計(jì)算機(jī)中的通信處理器（CP）卡和MPI（多點(diǎn)接口）電纜。 STEP7-Micro/WIN32的基本功能是協(xié)助用戶(hù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。在STEP7-Micro/WIN32環(huán)境下可創(chuàng)建用戶(hù)程序，修改和編輯原有的用戶(hù)程序，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)所編輯程序的管理。該軟件還具有語(yǔ)法檢查功能，可在編程中檢查用戶(hù)程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤。利用該軟件的監(jiān)控功能還能實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序的調(diào)試及監(jiān)控。 1. 軟件的基本功能 STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的SIMATIC S7-200 PLC編程軟件，簡(jiǎn)單、易學(xué)，能夠解

26、決復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。適用于所有SIMATIC S7-200PLC機(jī)型的軟件編程。支持梯形圖（LAD）、指令表（STL）和功能塊圖（FBD）等3種編程語(yǔ)言，可以在三者之間隨時(shí)切換。 STEP 7-Micro/WIN提供軟件工具幫助用戶(hù)調(diào)試和測(cè)試程序。這些特征包括：監(jiān)視S7-200正在執(zhí)行的用戶(hù)程序狀態(tài)；為S7-200指定運(yùn)行程序的掃描次數(shù)；強(qiáng)制變量值等。 指令向?qū)Чδ馨ǎ篜ID自整定界面；PLC內(nèi)置脈沖串輸出（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）指令向?qū)В粩?shù)據(jù)記錄向?qū)?；配方向?qū)А?除此之外，該軟件還具有運(yùn)動(dòng)控制、PID自整定等其他功能。 2. 項(xiàng)目及其組件 STEP 7-Micro/WIN把每個(gè)實(shí)際的

27、S7-200系統(tǒng)的用戶(hù)程序、系統(tǒng)設(shè)置等保存在一個(gè)項(xiàng)目（Project）文件中，擴(kuò)展名為.mwp 。打開(kāi)一個(gè).mwp文件就打開(kāi)了相應(yīng)的工程項(xiàng)目。如圖1所示的是V4.0版編程軟件的主界面，其中的“項(xiàng)目”中包括下列基本組件：程序塊 程序塊有可執(zhí)行文件的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序（OB1）、可選的子程序和中斷程序組成。代碼被編譯并下載到PLC，注釋被忽略。 數(shù)據(jù)塊 顯示數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容。由數(shù)據(jù)（變量存儲(chǔ)器的初始值）和注釋組成。數(shù)據(jù)被編譯并下載到PLC，注釋被忽略。用戶(hù)可以在該窗口設(shè)置和修改變量存儲(chǔ)區(qū)各個(gè)類(lèi)型存儲(chǔ)區(qū)的變量值。 系統(tǒng)塊 系統(tǒng)塊用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，例如密碼、STOP模式時(shí)PLC的輸出狀

28、態(tài)（輸出表）等，以適應(yīng)具體應(yīng)用。系統(tǒng)塊需經(jīng)編譯和下載到CPU內(nèi)才起作用。 符號(hào)表 符號(hào)表允許程序員用符號(hào)來(lái)代替存儲(chǔ)器的地址，符號(hào)地址便于記憶，使程序更容易理解。程序編譯后下載到PLC時(shí)，所有的符號(hào)地址被轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址，符號(hào)表中國(guó)信息不會(huì)下載到PLC。 狀態(tài)表 狀態(tài)表用來(lái)觀察程序執(zhí)行時(shí)指定的變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到PLC，僅僅是監(jiān)控用戶(hù)程序運(yùn)行情況的一種工具交叉引用表 交叉引用表提供3個(gè)方面的參考信息：交叉引用信息、字節(jié)使用情況信息和位使用情況信息。交叉引用表不下載到PLC，程序編譯成功后才能看到交叉引用表的內(nèi)容。使用編程軟件主界面中瀏覽條上的“檢視”按鈕，可以查看項(xiàng)目的各個(gè)組件，并且在它們

29、之間切換。狀態(tài)表數(shù)據(jù)塊交叉引用程序編輯指令樹(shù)局部變量圖2-1 PLC編程界面符號(hào)表2.3 S7-200 PLC CUP和輸入模塊選擇1、PLC選型 1) CPU 選擇的型號(hào)是西門(mén)子的CPU-226，它是200系列中一款高檔次 的CPU，其主要應(yīng)用于具有較高要求的控制系統(tǒng)中。和其它型號(hào)的CPU相比，其具有更多的I/O點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和更強(qiáng)的內(nèi)部集成的特殊功能。主要特性如下： l 可攜帶7個(gè)模塊 l 集成24個(gè)輸入、16個(gè)輸入共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，最大可擴(kuò)展至 248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn) l 13K字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 l 6個(gè)獨(dú)立的30KHz的高速計(jì)

30、數(shù)器，2路獨(dú)立的20KHz高速脈沖 輸出，并具有PID控制器 l 2個(gè)RS485通訊/編程接口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通訊協(xié)議 和自由方式通訊能力 l I/O端子排可很容易的整體拆卸 2) 模擬輸入模塊采用EM 235，其輸入信號(hào)可選擇420mA信號(hào)，本實(shí)驗(yàn)即要求輸入量為該數(shù)，滿(mǎn)足要求，因此選用該型號(hào)。3 液位控制的基本原理和應(yīng)用3.1 液位控制的基本原理本課題設(shè)計(jì)要求為水罐的液位閉環(huán)系統(tǒng)，本控制系統(tǒng)主體由S7-200 PLC、水泵、液位傳感器、水罐和電磁閥組成，電磁閥用于控制水罐出水口的流量；液位傳感器用于檢測(cè)水箱液位；控制器的輸出用于控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，液位控制過(guò)程如圖3-1所示水泵

31、電磁閥圖3-1 單容液位控制過(guò)程 S7-200 PLC液位傳感器LT水罐 由圖可知，此設(shè)計(jì)的控制原理和系統(tǒng)特性：在上位機(jī)顯示屏設(shè)定液位，并設(shè)定高低限報(bào)警水位，水罐由水泵上水，編寫(xiě)PLC程序，比較當(dāng)前水位與設(shè)定水位，確定電磁閥的開(kāi)閉。3.2 液位控制的應(yīng)用液位控制被測(cè)介質(zhì)主要為為水、油、酸、堿、工業(yè)污水等導(dǎo)電及非導(dǎo)電液體。液位控制廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、冶金、輕工、制藥、造紙、食品及自來(lái)水廠和污水處理等領(lǐng)域的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，主要對(duì)多種敞口和密閉容器及地下水池、水槽內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行測(cè)量和遠(yuǎn)程控制，并可在中央控制室或儀表控制臺(tái)上進(jìn)行監(jiān)控、顯示、報(bào)警。例如水塔的水位控制。在我國(guó)，傳統(tǒng)的水塔供水系統(tǒng)是非常

32、的普遍，應(yīng)用比較廣泛，但是缺點(diǎn)就是能耗大、控制精度低。但是，基于自控原理的水位控制器，會(huì)依據(jù)不斷變化的用水量進(jìn)行自行的調(diào)節(jié)，不僅可以滿(mǎn)足用戶(hù)用水的需求，和能夠提高用戶(hù)用水的質(zhì)量。液位控制系統(tǒng)有很多的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝方便，靈敏性好，節(jié)約能源等。應(yīng)用液位控制系統(tǒng)即可輕松實(shí)現(xiàn)水塔水位的控制。在以前往往是人員低水箱進(jìn)行操作，但是這樣的話(huà)無(wú)法對(duì)水位進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)視，就無(wú)法對(duì)水位進(jìn)行控制，這是非常大的缺點(diǎn)。因此，液位控制的發(fā)展對(duì)水位控制的重要性不言而喻，液位控制系統(tǒng)解決了這個(gè)難題，可以對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)視和控制，最大限度的避免發(fā)生意外，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了資源。除此之外，在工業(yè)作業(yè)流程的日漸完善的情況

33、下，液位控制系統(tǒng)在工業(yè)設(shè)備上的應(yīng)用也非常的廣泛，在當(dāng)今的造船、發(fā)電機(jī)設(shè)備、水處理、電工造紙、印刷、等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，獲得了廣大用戶(hù)的一致好評(píng)。4 控制系統(tǒng)中的硬件選擇4.1 液位傳感器的選型4.1.1 液位傳感器的選型考慮因素液位變送器是一種常用的測(cè)量?jī)x器，應(yīng)用的范圍是很廣泛的，在很多的領(lǐng)域當(dāng)中都有一定的應(yīng)用。液位變送器在選型的時(shí)候也是有一定的標(biāo)準(zhǔn)的，用戶(hù)可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選型。1、測(cè)量對(duì)象，如被測(cè)介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等； 2、測(cè)量和控制要求，如測(cè)量范圍、測(cè)量（或控制）精確度、顯示方式、現(xiàn)場(chǎng)指示、遠(yuǎn)距離指示、與計(jì)算機(jī)的接口、安全防腐、可靠性及施

34、工方便性。 3、液位變送器在生產(chǎn)的時(shí)候有很多的于行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要進(jìn)行特殊環(huán)境的工藝處理，既要求量程小、精度高，又要求耐高溫、耐腐蝕及高過(guò)載承受能力的液位變送器。所以在液位計(jì)選型的時(shí)候一定明確業(yè)危機(jī)的適用范圍。 4.1.2 CFBPY投入式液位器1、概述CFBPY投入式液位傳感器，將擴(kuò)散硅充油芯體封裝在不銹鋼殼體內(nèi)，前端防護(hù)帽起保護(hù)傳感器膜片的作用， 也能使液體流暢地接觸到膜片，防水導(dǎo)線(xiàn)與外殼密封連接，通氣管在電纜內(nèi)與外界相連，內(nèi)部結(jié)構(gòu)防結(jié)露設(shè)計(jì)。CFBPY型內(nèi)置微型信號(hào)處理電路，可進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。CFBPY投入式液位傳感器廣泛應(yīng)用于水利、環(huán)保、工業(yè)過(guò)程控制、石

35、油、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域的液位測(cè)量控制。2、 特點(diǎn) 堅(jiān)固密封 高可靠，高精度 多種封裝類(lèi)型可選擇 防結(jié)露、防雷擊設(shè)計(jì) 抗干擾強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好 質(zhì)保期：12個(gè)月3、 性能參數(shù) 電源電壓：典型24VDC 外殼材質(zhì)：316不銹鋼 測(cè)量范圍：0-0.1M200M水柱 綜合精度：±0.5%FS(典型) 輸出信號(hào)：二線(xiàn)制4-20MA 1-5V 紅黑兩根線(xiàn) 介質(zhì)溫度：-40-150 環(huán)境溫度：-40-85 存貯溫度：-55-125 零點(diǎn)溫度漂移：±0.03%FS/ 靈敏度：2.0mV/V 過(guò)載壓力：150%FS 長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<0.2%FS/年4、 電氣接線(xiàn)圖電氣接線(xiàn)圖（圖4-1）圖4-

36、1 電氣接線(xiàn)圖5、現(xiàn)場(chǎng)連接圖現(xiàn)場(chǎng)連接圖（圖4-2）圖4-2 現(xiàn)場(chǎng)連接圖6、零位和調(diào)滿(mǎn)度擰下接線(xiàn)盒端蓋，即可看到線(xiàn)路板上調(diào)零電位器W0及滿(mǎn)度電位器W1。外接標(biāo)準(zhǔn)電流表（0.2級(jí)以上）即可調(diào)整，步驟如下：1 在液位為零時(shí),調(diào)W0電位器,使標(biāo)準(zhǔn)電流表指示為4.00mA ;2 加滿(mǎn)量程液位,調(diào)W1電位器,使電流表指示為20.00mA ;3 反復(fù)第1.2步驟兩三次,直至符合要求。7、注意事項(xiàng)1)安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品連接方式和螺紋類(lèi)型,查對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接口是否與產(chǎn)品接口一致。若為螺紋接口,應(yīng)慢速擰緊,注意密封,不能把轉(zhuǎn)矩直接加到變送器殼體上,只能加在壓力接口的六方上。2)接線(xiàn)應(yīng)嚴(yán)格按照我公司使用說(shuō)明要求進(jìn)行。3)本產(chǎn)

37、品系精密的換能儀表,禁止隨意拆卸、碰撞、跌落、用力甩打或用尖銳器具捅引壓孔。4)變送器通電后即可工作,但預(yù)熱30分鐘后輸出穩(wěn)定。5)使用中若發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)關(guān)掉電源,停止使用,進(jìn)行檢查,或直接向我公司技術(shù)部門(mén)聯(lián)系。6)運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)恢復(fù)原包裝,存放在陰涼,干燥,通風(fēng)的庫(kù)房?jī)?nèi)。7)質(zhì)量保證期12個(gè)月。4.2 電磁閥的選型考慮因素電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況（即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)作方式、特殊要求進(jìn)行選擇）。4.2.1 電磁閥的選型依據(jù)1、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格（即DN）、接口方式（1）按照現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)徑

38、尺寸或流量要求來(lái)確定通徑（DN）尺寸；（2）接口方式，一般>DN50要選擇法蘭接口，DN50則可根據(jù)用戶(hù)需要自由選擇。2、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組（1）腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼；食用超凈流體：宜選用食品級(jí)不銹鋼材質(zhì)電磁閥；（2）高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類(lèi)型的；（3）流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于DN25時(shí)一定要區(qū)分開(kāi)來(lái)；（4）流體粘度：通常在50cSt以下可任意選擇，若超過(guò)此值，則要選用高粘度電磁閥。3、根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種（1）公稱(chēng)壓力：這個(gè)參數(shù)與其它通用閥門(mén)

39、的含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱(chēng)壓力來(lái)定；（2）工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動(dòng)或分步直動(dòng)式原理；最低工作壓差在0.04Mpa以上時(shí)直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式均可選用。4、電氣選擇：電壓規(guī)格應(yīng)盡量?jī)?yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。5、根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)選擇：常閉、常開(kāi)、或可持續(xù)通電（1）當(dāng)電磁閥需要長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，并且持續(xù)的時(shí)間多于關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選用常開(kāi)型；（2）要是開(kāi)啟的時(shí)間短或開(kāi)和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則選常閉型；（3）但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測(cè)，則不能選常開(kāi)的，應(yīng)選可長(zhǎng)期通電型。6、根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動(dòng)、防水霧、水淋、潛水。4.2.2 電磁閥的選

40、型原則1、安全性：腐蝕性介質(zhì)：宜選用塑料王電磁閥和全不銹鋼；對(duì)于強(qiáng)腐蝕的介 質(zhì)必須選用隔離膜片式。中性介質(zhì)，也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥，否則，閥殼中常有銹屑脫落，尤其是動(dòng)作不頻繁的場(chǎng)合。氨用閥則不能采用銅材。爆炸性環(huán)境：必須選用相應(yīng)防爆等級(jí)產(chǎn)品，露天安裝或粉塵多場(chǎng)合應(yīng)選用防水，防塵品種。電磁閥公稱(chēng)壓力應(yīng)超過(guò)管內(nèi)最高工作壓力。2、適用性：（1）介質(zhì)特性質(zhì)氣，液態(tài)或混合狀態(tài)分別選用不同品種的電磁閥；介質(zhì)溫度不同規(guī)格產(chǎn)品，否則線(xiàn)圈會(huì)燒掉，密封件老化，嚴(yán)重影響壽命命；介質(zhì)粘度，通常在50cSt以下。若超過(guò)此值，通徑大于15mm時(shí)，用多功能電磁閥；通徑小于15mm時(shí)，用高粘度電磁閥。介質(zhì)清潔度不高

41、時(shí)都應(yīng)在電磁閥前配裝反沖過(guò)濾閥，壓力低時(shí)，可選用直動(dòng)膜片式電磁閥；介質(zhì)若是定向流通，且不允許倒流，需用雙向流通；介質(zhì)溫度應(yīng)選在電磁閥允許范圍之內(nèi)。（2）管道參數(shù)根據(jù)介質(zhì)流向要求及管道連接方式選擇閥門(mén)通口及型號(hào)；根據(jù)流量和閥門(mén)Kv值選定公稱(chēng)通徑，也可選同管道內(nèi)徑；工作壓差：最低工作壓差在0.04Mpa以上是可選用間接先導(dǎo)式；最低工作壓差接近或小于零的必須選用直動(dòng)式或分步直接式。（3）環(huán)境條件環(huán)境的最高和最低溫度應(yīng)選在允許范圍之內(nèi)；環(huán)境中相對(duì)濕度高及有水滴雨淋等場(chǎng)合，應(yīng)選防水電磁閥；環(huán)境中經(jīng)常有振動(dòng)，顛簸和沖擊等場(chǎng)合應(yīng)選特殊品種，例如船用電磁閥；在有腐蝕性或爆炸性環(huán)境中的使用應(yīng)優(yōu)先根據(jù)安全性要求選

42、用耐發(fā)蝕型；環(huán)境空間若受限制，需選用多功能電磁閥，因其省去了旁路及三只手動(dòng)閥且便于在線(xiàn)維修。（4）電源條件根據(jù)供電電源種類(lèi)，分別選用交流和直流電磁閥。一般來(lái)說(shuō)交流電源取用方便；電壓規(guī)格用盡量?jī)?yōu)先選用AC220V.DC24V；電源電壓波動(dòng)通常交流選用+%10%.-15%，直流允許±%10左右，如若超差，須采取穩(wěn)壓措施；應(yīng)根據(jù)電源容量選擇額定電流和消耗功率。須注意交流起動(dòng)時(shí)VA值較高，在容量不足時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用間接導(dǎo)式電磁閥。（5）控制精度普通電磁閥只有開(kāi)、關(guān)兩個(gè)位置，在控制精度要求高和參數(shù)要求平穩(wěn)時(shí)需選用多位電磁閥；動(dòng)作時(shí)間：指電信號(hào)接通或切斷至主閥動(dòng)作完成時(shí)間；泄漏量：樣本上給出的泄漏量

43、數(shù)值為常用經(jīng)濟(jì)等級(jí)。3、可靠性：（1）工作壽命，此項(xiàng)不列入出廠試驗(yàn)項(xiàng)目，屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目。為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的名牌產(chǎn)品。（2）工作制式：分長(zhǎng)期工作制，反復(fù)短時(shí)工作制和短時(shí)工作制三種。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間閥門(mén)開(kāi)通只有短時(shí)關(guān)閉的情況，則宜選用常開(kāi)電磁閥。（3）工作頻率：動(dòng)作頻率要求高時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)選直動(dòng)式電磁閥，電源聽(tīng)優(yōu)選交流。（4）動(dòng)作可靠性：嚴(yán)格地來(lái)說(shuō)此項(xiàng)試驗(yàn)尚未正式列入中國(guó)電磁閥專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的名牌產(chǎn)品。有些場(chǎng)合動(dòng)作次數(shù)并不多，但對(duì)可靠性要求卻很高，如消防、緊急保護(hù)等 ，切不可掉以輕心。特別重要的，還應(yīng)采取兩只連用雙保險(xiǎn)。4、經(jīng)濟(jì)性：它選用的尺度之一，但必須是在安全、適用、可靠的基

44、礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)性不單是產(chǎn)品的售價(jià)，更要優(yōu)先考慮其功能和質(zhì)量以及安裝維修及其它附件所需用費(fèi)用。更重要的是，一只電磁閥在整個(gè)自控系統(tǒng)中在整個(gè)自控系統(tǒng)中乃至生產(chǎn)線(xiàn)中所占成本微乎其微，如果貪圖小便宜錯(cuò)選而造成損害群是巨大的。總之，電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況。4.2.3 ZCZ DN15 電磁閘閥圖4-3 ZCZ DN15 電磁閥本次設(shè)計(jì)要求二位控制。因此選用電磁閘閥。由于本設(shè)計(jì)所用電磁閥資料為圖片格式。因此在資料介紹中，部分資料截圖并輔以文字說(shuō)明。1、 電磁閥外形ZCZ DN15電磁閥外形（圖4-3） 2、此系列電磁閥型號(hào)表示方法

45、型號(hào)表示（圖4-4）圖4-4 型號(hào)表示3、 技術(shù)參數(shù)表4-1 技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)表（表4-1）公稱(chēng)通徑DN10,15mm連接方式內(nèi)螺紋工作原理電動(dòng)閘板式閥體材質(zhì)不銹鋼密封材質(zhì)（可選）丁晴橡膠NBR、氯橡膠FKM、聚四氯乙烯PTFE適用介質(zhì)液體、氣體，蒸汽、油類(lèi)以及略帶顆粒物的液體氣體介質(zhì)溫度W1 -2080 W2 -20130 W3 -20220環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)型：-2060安裝方式水平安裝 線(xiàn)圈垂直向上（其他方式請(qǐng)咨詢(xún)）防護(hù)登記鐵殼型：IP54 塑封型：IP65 澆封防爆型：IP65 隔爆型：IP54 備注：其它特殊閥體、密封材質(zhì)或特殊連接方式、溫度亦可根據(jù)客戶(hù)要求涉及選型制造。4、電源參數(shù)表4

46、-2 電源參數(shù)表電源參數(shù)表（表4-2）電源參數(shù)AC：220V 110V 50/60HZ DC：24V 12V額定功率1638AC18VA DC11W1642AC20VA DC28W1871AC32VA DC20W2285AC64VA DC30W電壓偏差±10%電氣連接普通型：標(biāo)準(zhǔn)接線(xiàn)盒防爆型：M14×1.5內(nèi)螺紋，G1/或NPT內(nèi)螺紋，內(nèi)置接線(xiàn)盒5、 產(chǎn)品功能選型產(chǎn)品功能選型（表4-3）表4-3 產(chǎn)品功能選型符號(hào)功能名稱(chēng)功能內(nèi)容略常閉通電閥開(kāi)、斷電閥閉K常開(kāi)通電閥關(guān)、斷電閥閉備注防爆合格證編號(hào)GYB12.1474X生產(chǎn)許可證編號(hào)XK06-014-016246、 產(chǎn)品外形尺寸

47、產(chǎn)品外形尺寸（圖4-5）圖4-5 產(chǎn)品外形尺寸7、 外形結(jié)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)（圖4-6）圖4-6 外形結(jié)構(gòu)4.3 工控機(jī)簡(jiǎn)介工控機(jī)（Industrial Personal ComputerIPC）是一種加固的增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)，它可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。早在80年代初期，美國(guó)AD公司就推出了類(lèi)似IPC的MAC-150工控機(jī)，隨后美國(guó)IBM公司正式推出工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM7532。由于IPC的性能可靠、軟件豐富、價(jià)格低廉，而在工控機(jī)中異軍突起，后來(lái)居上，應(yīng)用日趨廣泛。 工控機(jī)定義工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在，更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡(jiǎn)稱(chēng)IPC，全稱(chēng)Industrial

48、Personal Computer。工控機(jī)通俗的說(shuō)就是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。技術(shù)特點(diǎn)：1、采用符合“EIA”標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機(jī)箱，增強(qiáng)了抗電磁干擾能力。2、采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。CPU及各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定，提高了抗沖擊、抗振動(dòng)能力。3、機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵。4、配有高度可靠的工業(yè)電源，并有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。5、電源及鍵盤(pán)均帶有電子鎖開(kāi)關(guān)，可防止非法開(kāi)、關(guān)和非法鍵盤(pán)輸入。6、具有自診斷功能。7、可視需要選配I/O模板。8、設(shè)有“看門(mén)狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無(wú)需人的干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位。9、開(kāi)放性好，兼容性好，吸收了PC機(jī)的全部

49、功能，可直接運(yùn)行PC機(jī)的各種應(yīng)用軟件。10、可配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行。11、可采用無(wú)源母板（底板），方便系統(tǒng)升級(jí)。主要結(jié)構(gòu)：1、全鋼機(jī)箱：IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同PC-bus兼容的無(wú)源底板。2、無(wú)源底板：無(wú)源底板的插槽由ISA和PCI總線(xiàn)的多個(gè)插槽組成，ISA或PCI插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，該板為四層結(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡，包括CPU卡、顯示卡、控制卡、I/O卡等。3、工業(yè)電源：為AT開(kāi)關(guān)電源，平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到250，000

50、小時(shí)。4、CPU卡：IPC的CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)卡，根據(jù)處理器可分為386、486、586、PII、PIII主板，用戶(hù)可視自己的需要任意選配。其主要特點(diǎn)是：工作溫度0-60；裝有“看門(mén)狗”計(jì)時(shí)器；低功耗，最大時(shí)為5V/2.5A。5、其他配件：IPC的其他配件基本上都與PC機(jī)兼容，主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工控機(jī)的廠家有研祥、華北工控、研華、愛(ài)雷絲等。國(guó)外的工控機(jī)西門(mén)子的很出名。工控機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為19英寸，高度為4U。6、適用領(lǐng)域：目前，IPC已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面。例如：控制現(xiàn)場(chǎng)、路橋收費(fèi)、醫(yī)療、環(huán)保、通訊、智

51、能交通、監(jiān)控、語(yǔ)音、排隊(duì)機(jī)、POS、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融、石化、物探、野外便攜、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天、地鐵等等。 工控機(jī)特點(diǎn) 工控機(jī)通俗的說(shuō)就是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng)，灰塵特別多，另有很高的電磁場(chǎng)力干擾等特點(diǎn)，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒(méi)有休息。因此，工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下特點(diǎn)： 1） 機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。2） 機(jī)箱內(nèi)有專(zhuān)用底板，底板上有PCI和ISA插槽。3） 機(jī)箱內(nèi)有專(zhuān)門(mén)電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。4） 要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能力。5) 一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱（4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱較為常

52、見(jiàn)）注：除了以上的特點(diǎn)外，其余基本相同。另外，由于以上的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，同層次的工控機(jī)在價(jià)格上要比普通計(jì)算機(jī)偏貴，但一般不會(huì)相差太多。目前工控機(jī)的劣勢(shì)盡管工控機(jī)與普通的商用計(jì)算機(jī)機(jī)相比，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但其劣勢(shì)也是非常明顯的-數(shù)據(jù)處理能力差，具體如下： 1) 配置硬盤(pán)容量??； 2) 數(shù)據(jù)安全性低； 3) 存儲(chǔ)選擇性小。 4）價(jià)格較高 工控機(jī)箱分類(lèi)：（1） 高度一般分1U（44MM*430MM*XX），2U（88*430*XX），3U，4U（178MM*430MM * XX），5U，6U，7U，8U等，一個(gè)1U的高度是44MM，其他高度依次類(lèi)推；（2） 長(zhǎng)度：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度有兩種450MM與505

53、MM，根據(jù)客戶(hù)的具體要求還可以擴(kuò)分其他長(zhǎng)度，比如：480MM，500MM，520MM，530MM，600MM等；其中450MM520MM的尺寸機(jī)箱占市場(chǎng)需求的90%以上；加長(zhǎng)型機(jī)箱的作用主要是有以下3個(gè)：一個(gè)是安裝雙CPU至強(qiáng)12” * 13”的主板，必須要 520MM的長(zhǎng)度才能安裝這樣的大板；另外一個(gè)是安裝工業(yè)CPU長(zhǎng)卡或者是300MM長(zhǎng)的視頻卡等需要足夠的擴(kuò)展空間；最后一個(gè)是散熱空間的考慮，由于有些監(jiān)控用戶(hù)需要安裝多路視頻卡與多個(gè)硬盤(pán)，比如64路，128路等，10個(gè)硬盤(pán)就需要很好的散熱效果；（3） 臥式與壁掛式壁掛式：此外，由于某些設(shè)備制造商需要把控制中心（IPC）放置在其設(shè)備之中。因此對(duì)

54、工控機(jī)的體積有較為嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的上架式19英寸機(jī)箱體積基本很難滿(mǎn)足要求，因此針對(duì)此種客戶(hù)需求，推出了壁掛式的機(jī)箱。例如某品牌的IPC6606/6608壁掛機(jī)箱系列。這類(lèi)機(jī)箱由于體積小，并且應(yīng)用環(huán)境在某設(shè)備內(nèi)部，因此設(shè)計(jì)理念也重在散熱和擴(kuò)展性能上。4.4 儀表電源箱DFY儀表電源箱系列主要用于以?xún)x表構(gòu)成的系統(tǒng)或其它以24V DC電源為供電方式的系統(tǒng)中，是一種連續(xù)工作的直流穩(wěn)壓電源裝置。儀表電源箱性能參數(shù)：輸入電壓： 220VAC ± 15% 50HZ輸出電壓： 24V ± 0.5VDC輸出直流電流： 120A直流輸出電壓穩(wěn)定度：當(dāng)輸入交流電壓在 220V ± 15% 范圍內(nèi)變化時(shí)± 1% ；當(dāng)負(fù)載電流在 1090% 范圍內(nèi)變化時(shí)：在輸出端不接隔離二極管時(shí)± 1% ；在輸出端接隔離二極管時(shí)± 3%紋波電壓有效值 150mV保護(hù)功能：具有過(guò)流、短路保護(hù)功能； 10A 以上電源設(shè)置有過(guò)熱保護(hù)功能。還可根據(jù)用戶(hù)要求，設(shè)置輸出過(guò)壓、欠壓保護(hù)。工作條件：環(huán)境溫度 050 0 C ；相對(duì)濕度 85%外形尺寸：架裝式(