PLC恒压供水控制系统毕业论文(6)

P L C恒压供水控制系统设计

如图5所示是一个简单的单机控制系统，图中PLC可以选用任何一种类型。在单机控制系统中由于控制对象比较确定，因此系统要完成的功能一般较明确，I/O点数、存储器容量等参数的余量适中即可等参数的余量适中即可。

P L C 控 制 对 象 图5 简单的单机控制系统

3.6.2 集中控制系统

集中控制系统用仪态功能强大的PLC监视、控制多个设备，形成中央集中式的控制系统。其中，各个设备之间的联络，连锁关系、运行顺序等统一由中央PLC来完成，如图6示

显然，集中控制系统比单机控制系统经济的多。但是当其中一个控制对象的控制程序需

要改变时，必须停止运行中央PLC，其他的控制对象也必须停止运行。当各个控制对象的地理位置距集中控制系统比较远时，需要大量的电缆线，造成系统成本的增加。为了适应控制系统的改变，采用集中控制系统时，必须注意选择I/O点数和存储器容量时要留有足够的余量，以便满足增加控制对象的要求。

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P L C 控制对象A 控制对象B 控制对象C

图6 集中控制系统

3.6.3 分散控制系统

分散控制系统的构成如图7所示，每一个控制对象设置一台PLC，各台PLC可以通过信号传递进行内部连锁、响应或发令等，或者由上位机通过数据通信总线进行通讯。

分散控制系统常用于多台机械生产线的控制，各个生产线之间有数据连接。由于各个控制对象都由自己的PLC进行控制，当其中一个PLC停止运行时不需要停止运行其他的PLC。

随着PLC性能的不断提高，由PLC担当低层控制任务，通过网络连接，PLC与过程控制相结合的分散控制系统将是计算机控制的重要发展方向。

与集中控制系统相比，分散控制系统的可靠性大大加强。具有相同I/O点数时，虽然分散控制系统中多用了一台或几台PLC，导致价格偏高，但是从维护、试运转或增设控制对象等方面来看，其灵活性要大的多，总的成本核算是合理的。

上机位 PLC A PLC B PLC C 控制对象 A 控制对象 B 控制对象 C 26

P L C恒压供水控制系统设计 图7 分散控制系统

3.7 PLC网络及特点 2.7.1 网络概述

分散控制系统的控制思想就是集中操作、分散操作。一个实际的工业控制过程中是比较复杂的，一个控制过程可能由多个控制任务完成。这些控制任务既有独立性，有与其他任务有联系，而这些相对独立的任务需要构成一个整体。当控制系统达到一定规模时，分散控制系统解决方案并不理想，因此许多厂家开发了自己的网络系统。虽然现在对网络的系统结构等问题还没有同意的标准，但是很显然，网络控制系统比分散控制系统更能准确的描述现实控制系统，并且控制、改变更加灵活，组态也更容易，能够实现管控一体化的控制思想。

3.7.2 网络工厂

随着低层控制单元PLC价格的减低、技术的成熟，以及各种行业的I/O标准化，必然会导致网络工厂的实现成为现实。在工厂里，每台设备都带有标准的网络接口，可以随时随地接入网络，而每台设备都处于网络的不同层次中，各个操作控制点可根据不同组态时分配给它的功能发挥不同的作用。

网络控制系统的特点

（1）对大、中、小控制任务都具有适应性； （2）与现存系统有可连接性； （3）保证系统有长期的使用价值。

3.7.3 网络控制系统PLC的影响

PLC网络控制系统的发展，使PLC的应用更加广泛。许多PLC产品都在PLC上加上了具有网络功能的硬件和软件，因此，组成PLC网络非常方便。PLC网络系统对任何一个站的操作都和使用同PLC一样方便，并且在网络中任何一个站都可以对其他站的元件及数据乃至程序进行操作。

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3.7.4 网络控制系统的设计

在辅助继电器（位）、数据继电器（字）专门开辟一个地址范围，将其分配个各台PLC，使得台PLC可以写其中一些元件而其他所有的站都可以读这些元件，然后再由这些元件去驱动其本身的软件，以达到通讯的目的。各站主机之间元件状态信息的交换是由PLC系统自己去完成的，不需要用户管理，这是现在比较通用的设计思想。由于各个PLC厂家各自开发自己的网络通讯系统，采用自己的通行协议和接口，设备的不兼容想限制的PLC的进一步发展，为此美国通用汽车公司编制了一个工厂自动化协议（MAP）。希望各个厂家生产的设备能用一种同意的语言标准进行通讯。MAP的体系结构是以估计标准化组织（ISO）推荐的开发系统互连（OSI）参考模型为基础，对参考模型的每一层都列出了合适于工业应用的特定标准。

3.7.5 访问控制技术

最常用的访问控制技术有：查询、冲突检测和令牌传递。一般查询和令牌传递没有冲突检测的速率高，但是可靠性好，最大延迟时间可以控制，控制网络经常采用这种控制技术；冲突检测通讯效率较高，速度较快，但各个站点通讯机会不均，在商务网络中使用较多。

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4 .系统硬件设计

学习PLC的硬件系统、指令系统和编程方法以后，对于设计一个较大的PLC控制系统时，要全面考虑多种因素，不管所设计的控制系统的大小，一般都要用以下设计步骤来进行系统设计。

随着PLC功能的不断完善和提高，PLC几乎可以完成工业领域的所以控制任务。但是PLC还是有最适合它的应用场合，所以接到一个控制任务以后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制设备来完成该任务最合适。其实现在的可编程不仅处理开关量，而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下也可以取代工业控制计算机（IPC）作为主控器

控制对象以及控制装置确定后，还要进一步确定PLC的控制范围。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC控制来完成。

当某一个控制任务决定由PLC来完成后。选择PLC就成为最重要的事情。一方面是选择多大容量的PLC，另一方面是选择什么公司的PLC以及外设。

对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O模拟量I/O以及这些I/O点的性质。I/O点是性质主要是指他们是直流信号还是交流信号，它们的电源电压。控制系统输出点的类型非常关键，如果它们之中既有交流220V的接触器、电磁阀，又有直流24V的指示灯，则最后选用的PLC的输出点有可能大于实际点数。因为PLC的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组的输出只能有一个电源的种类和等级。 对于第二个问题，则有以下几个方面要考虑：

1）功能方面 所有PLC一般都具有常规的功能，但是对于某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。如对PLC与PLC、PLC与智能仪表以及上位机之间灵活方便的通讯要求；或对PLC的计算速度、用户程序容量有特殊要求的；或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。

2）价格方面 不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，这样的

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