基于PLC的水塔水位控制系统设计

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四川理工学院本科毕业（设计）论文

继续扫描等待。

PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符号后返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。PLC的工作过程就是PLC的扫描循环工作过程，一个循环扫描周期主要可分为3个阶段，输入刷新阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。如图2-3所示PLC的扫描工作过程。

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图2-3 PLC的扫描工作过程

2.5 PLC的主要应用

经过20多年的工业运行，PLC迅速渗透到工业控制的各个领域，从PLC的功能来看，它的应用范围大致包括以下几个方面：

（1）逻辑控制 PLC具有逻辑运算功能，可以实现各种通断控制。（2）定时控制 PLC具有定时功能。它为用户提供几十个甚至上千个计时器，其计时时间设定值既可以由用户程序设定，也可以由操作人员在工业现场通过人——机对话装置实时设定，计时器的实际计时值也可以通过人——

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何沭达：基于PLC的水塔水位控制系统设计

机对话装置实时读出或

（3）计数控制 PLC具有计数功能。它为用户提供几十个甚至上千个计数器，其计数设定值的设定方式同计时器计时时间设定值一样。计数器的实际计数值也可以通过人——机对话装置实时读出。

（4）步进（顺序）控制 PLC具有步进（顺序）控制功能。在新一代的PLC中，还可以IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图（SFC）编制用户程序，PLC在实现按照事件或输入状态的顺序控制相应输出的场合更简便。

（5）PID控制 PLC具有PID控制功能。PLC可以接模拟量输入和输出模拟量信号。通常采用专门的PID控制模块来实现。

（6）数据处理 PLC具有数据处理能力。它能进行自述运算数据比较，数据传送，数制转换，数据显示和打印，数据通信等功能。新一代的大，中型PLC还能进行函数运算，浮点运算等。

（7）通信和联网新一代的PLC都具有通信功能。它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC和PLC，PLC和计算机之间的通信。因此，可以方便地构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统。

（8）PLC还具有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，例如：定位控制模块，CRT模块等。

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2.6 S7-200系列PLC元件功能

1. 数据类型

数据类型S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、布尔型（0或1）、整数型和实数型（浮点数）。布尔型数据指字节型无符号整数；整数型数包括16位符号整数（INT）和32位符号整数（DINT）。

2. 编程元件

（1）输入映像寄存器I（输入继电器）

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输入映像寄存器的工作原理：输入继电器是PLC用来接收用户设备输入信号的接口。PLC中的继电器与继电器控制系统中的继电器有本质性的差别，是软继电器，它实质是存储单元输入映像寄存器的地址分配：S7-200输入映像寄存器区域有IB0～IB15共16个字节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节（8位）为单位进行地址分配的。

（2）变量存储器V

变量存储器主要用于存储变量。可以存放数据运算的中间运算结果或设置参数，在进行数据处理时，变量存储器会被经常使用。变量存储器可以是位寻址，也可按字节、字、双字为单位寻址，其位存取的编号范围根据CPU的型号有所不同，CPU221/222为V0.0～V2047.7共2KB存储容量，CPU224/226为V0.0～V5119.7共5KB存储容量

（3）内部标志位存储器（中间继电器）M

内部标志位存储器，用来保存控制继电器的中间操作状态，其作用相当于继电器控制中的中间继电器，内部标志位存储器在PLC中没有输入/输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负载。

（4）特殊标志位存储器SM

PLC中还有若干特殊标志位存储器, 特殊标志位存储器位提供大量的状态和控制功能，用来在CPU和用户程序之间交换信息，特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取。

（5）定时器T

PLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系统中的时间继电器。每个定时器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用。其设定时间由程序设置。

（6）计数器C

计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数。计数器可

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提供无数对常开和常闭触点供编程使用，其设定值由程序赋予。

（7）累加器AC