程序液位控制系统.docx
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程序液位控制系统
工控网实习：
液位控制系统设计
设计题目：
液位控制系统。
1.控制要求：
1）整个系统设置两个带限位的电动阀门，一个控制进水管进水，一个控制出水管出水。
2）每个阀门的操作方式均为手动与自动两种。
由实验箱中的开关作为转换开关来决定操作方式。
转换开关选择到手动模式时，由实验箱来操作阀门，设开阀/关阀/停止/故障复位按钮，阀门的限位信号由实验箱的开关模拟，阀门的正向/反向运行指示以及故障指示由实验箱中的LED灯模拟。
转换开关选择到自动模式时，由程序根据液位的高度来自动控制。
3）控制过程：
开启进水阀门进水，液位增加，关闭进水阀门停止进水。
开启出水阀门出水，液位减少，关闭出水阀门停止出水。
液位高度的变化由实验箱上电位器调节电压来模拟，电压0~5V模拟液位高度0~5M。
液位设置上限值4M及下限值1M，超过4M进行上限报警，并需要关闭进水阀门同时打开出水阀门，确保液位能保持为正常的高度；低于4M进行下限报警，并需要关闭出水阀门同时打开进水阀门，确保液位能保持为正常的高度。
报警指示由实验箱中的LED灯来显示，设置报警确认按钮，出现上限或下限报警，报警指示灯以1Hz的频率闪烁，直至报警确认按钮按下，按下报警确认按钮后，根据液位的实际高度进行显示，若依旧处于报警状态，则对应的指示灯常亮，若故障已经消除，则对应的指示灯熄灭。
4）（选作）设计上位监控界面，通过HMI界面监控整个液位控制系统，并设置液位高度的趋势图及报警状态的记录。
2.硬件选型：
1）采用西门子S7-300系列PLC
2）电源模块：
PS3075A（序列号：
6ES7307-1EA00-0AA0）
3）CPU模块：
CPU315-2DP（序列号：
6ES7315-2AG10-0AB0，版本号：
V2.6）
4）以太网通讯模块：
CP343-1（序列号：
6GK7343-1EX30-0XE0，版本号：
V2.0）
5）DI模块：
16点24VDI模块（序列号：
6ES7321-1BH02-0AA0）
6）DO模块：
16点24VDO模块（序列号：
6ES7322-1BH01-0AA0）
7）AI/AO模块：
4点AI/2点AO模块（序列号：
6ES7334-0CE01-0AA0）
3.网络要求：
1）若有以太网通讯模块，S7-300PLC与上位监控计算机采用以太网连接，PLC的IP地址为：
192.168.0.10
2）S7-300PLC作为主站连接至Profibus-DP网络中，网络地址为2，DP网络的传输速率为1.5Mbps。
4.需完成的工作：
1）液位控制系统的硬件配置。
2）液位控制系统的软件设计。
（单体控制程序，液位控制程序，模拟量转换程序）
3）液位控制的上位机监控界面设计。
（选作）
5.顺控系统所需的I/O点：
1
IN_MODE
I0.0
BOOL
进水出水阀手0/自动1
DI
2
IN_LOC_FW
I0.1
BOOL
进水阀手动开阀启动
DI
3
IN_LOC_BW
I0.2
BOOL
进水阀手动关阀启动
DI
4
IN_LOC_STOP
I0.3
BOOL
进水阀手动停止
DI
5
IN_LMT_F
I0.4
BOOL
进水阀开到位
DI
6
IN_LMT_B
I0.5
BOOL
进水阀关到位
DI
7
IN_RST
I0.6
BOOL
进水出水阀故障复位
DI
8
OUT_LOC_FW
I1.0
BOOL
出水阀手动开阀启动
DI
9
OUT_LOC_BW
I1.1
BOOL
出水阀手动关阀启动
DI
10
OUT_LOC_STOP
I1.2
BOOL
出水阀手动停止
DI
11
OUT_LMT_F
I1.3
BOOL
出水阀开到位
DI
12
OUT_LMT_B
I1.4
BOOL
出水阀关到位
DI
13
SYS_ERR_RST
I1.6
BOOL
系统报警确认
DI
1
ANALOG_IN
PIW288
WORD
液位输入值（0~27648）
AI
1
IN_QK_FW
Q4.0
BOOL
进水阀开阀输出
D0
2
IN_QK_BW
Q4.1
BOOL
进水阀关阀输出
D1
3
OUT_QK_FW
Q4.2
BOOL
出水阀开阀输出
D2
4
OUT_QK_BW
Q4.3
BOOL
出水阀关阀输出
D3
5
IN_ERR
Q4.4
BOOL
进水阀故障指示
D4
6
OUT_ERR
Q4.5
BOOL
出水阀故障指示
D5
7
HIGH_LMT_ERR
Q4.6
BOOL
超上限报警
D6
8
LOW_LMT_ERR
Q4.7
BOOL
低下限报警
D7
实验步骤参考：
1.硬件配置：
根据实验台上的S7-300PLC进行硬件配置：
桌面打开STEP7软件，
，新建一个工程项目，命名该项目并选择保存的路径（建议使用非安装操作系统的分区），
点击OK后进入新建的项目文件。
插入一个S7-300PLC。
双击Hardware进入硬件配置界面。
300系列所需的模块在SIMATIC300库中寻找，根据实际模块的型号、序列号、版本号进行配置。
分别加入机架（RACK）、电源模块（PS）、CPU模块（CPU）、输入输出模块（SM），若机架上有以太网通讯模块（CP）也必须加入，且模块的配置顺序必须和实际的模块顺序相一致。
配置CPU模块时，若选用的CPU模块含有Profibus-DP接口，还需对Profibus-DP网络进行配置，配置为DP主站，设置DP地址为：
2。
初次配置需添加一条新的DP网络。
硬件添加完成后，设置DI模块的输入地址为：
0…1，DO模块的输出地址为：
4…5，AI/AO模块的输入/输出地址为288…295/288…291，若默认地址与要求地址不符，双击对应的模块，将“系统默认”选项的勾去除，即可自行配置需要的地址。
配置完成后，选择“编译并保存”（Saveandpile）按钮进行编译保存。
编译通过并且保存后，回到STEP7主界面，此时PLC300中已经包含所配置的CPU，在其中的程序块（Blocks）中可生成正确的系统信息数据块（Systemdata），若编译出错则无法生成此数据块。
选择S7Program
（1），编辑其中的符号表，将所需的I/O表复制进去，以便编程及读程序时，更容易理解。
所需的四列为符号名、地址、数据类型、注释。
完成后保存符号表。
若出现红色的叉号表示符号名冲突或者信息不完整。
在程序块中增加四个FC功能块：
FC1、FC2、FC3、FC4。
打开每个功能块，编写相应的控制程序。
参考程序：
FC1：
具有形式参数的功能块，需先在变量声明表中编辑相应的形式参数，再编写控制程序。
FC2：
具有形式参数的功能块，需先在变量声明表中编辑相应的形式参数，再编写控制程序。
FC3：
此功能块调用了FC1功能块，调用前需在程序流程线上先添加FC1块。
再将实际参数添加到功能块FC1的形式参数引脚端。
FC4：
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