整已达到最优控制效果。系统启动时，关闭出水口。用手动控制液体阀，使水位达到满水位的，然后打开出水口，同时输入控制液体阀从手动方式切换到自动方式。这种切换有个输入的数字量控制。指令及回路表的指令图如图所示。图指令图指令中是回路表的起始地址，是回路编号。编译时如果指令指定的回路表起始地址或回路号超出范围，将产生编译范围，引起编译失败。指令对回路表中的些输入值不进行范围检查，应保证过程变量给定值等不超限。回路表见附录表过程变量与给定值是运算的输入值，在回路表中它们只能被指令读取而不能改写。每次完成运算后，都要更新回路表内的输出值，它被限制在之间。如果指令中的算术运算发生，特殊存储器位溢出或非法数值被置，并将终止指令的执行。要想消除这种，在下次执行运算之前，应改变引起运算的输入值，而不是更新输出值。第章系统硬件开发设计可编程控制器的选型可编程控制器产品众多，不同厂家不同系列不同型号的，功能和结构均有所不同，但工作原理和组成基本相同。本设计选用西门子公司的系列，其具结构紧凑，价格低廉，有极高的性价比，适用于小型控制系统。它采用超高电容保护内存数据，省去了锂电池，系统虽小却可以处理模拟量点模拟输入点模拟输出。最多有个中断控制的输入，输入响应时间小于，每条二进制指令的处理时间仅为，还有日期时间中断功能。还可提供两个独立的脉冲输出，通过驱动单元可以实现步进电机的位置控制。点对点接口可以连接编程设备操作员界面和具有串行接口的设备，用户程序有三级口令保护。较强的功能使其无论在独立运动中，还是连成网络皆能完成各种控制任务。它的使用范围可以覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动控制。其应用领域包括各种机床纺织机械印刷机械食品化工工业环保电梯等。系列有和两代产品。其中型有和四种基本型号。本设计选用型。功能模块选用。主机共有个输入点和个输出点，可连接个扩展模块，最大扩展至路数字量或路模拟点。程序和数据存储空间。输入电路采用了双向光电耦合器，极性可任意选择，系统设置为输入端子的公共端，为输入端子的公共端。在晶体管输出电路中采用了功率驱动器件，并将数字量输出分为两组，每组有个独立公共端，共有两个公共端，可接入不同的负载电源。可用于较高要求的控制系统，更多的点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能使其完全适应于复杂的中小型控制系统。图为外部电路连接图。图外部电路连接图模拟量模块图模块模拟量连线示意图如图所示为模拟量组合模块路模拟量输入路模拟量输出连接示意图。电源正极接入模块左下方端子，负极接入端子。模块的上部端子排为标注的四路模拟量输入接口，可分别接入标准电压电流信号。为电压输入时，如口所示，电压正极接入端，负极接入端，端悬空。为电流输入时，如口所示须将与短接。然后与电流信号输出端相连，电流信号输入端则接入接口。若个接口未能全部使用，如口所示，未用的接口要将与端用短路子短接，以免收到外部干扰。下部端子为路模拟量输出的个接线端子，其中为数字接地接口，为电压输出接口，为电流输出接口。若为电压负载，则将负载接入接口若为电流负载则接入接口。在进行接线时应注意以下几点。传感器接线的长度应尽可能的短，并使用屏蔽双绞线。敷设线路时应使用电缆槽，避免将导线弯成锐角。避免将信号线与电源线平行接近布置。使用高质量的传感器电源，以保证无噪声及稳定运行。的安装使用安装使用的般过程如下根据输入信号的类型及变化范围设置开关，完成模块的配置工作。必要时进行校准工作。完成硬件的接线工作。注意输入输出信号的类型不同，采用不同的接入方式。为防止空置端对接线端的干扰，空置端应短接。接线还应注意传感器的线路尽可能的短，且应使用屏蔽双绞线，要保证传感器电源无噪声稳定可靠。确定模块安装入系统时的位置，并由安装位置确定模块的编号。扩展单元安装时在主机的右边依次排列，并从模块开始编号。模块安装完毕后，将模块自带的接线排插入主机上的扩展总线插口。为了在主机中进行输入模拟量转换后数字数据的处理及为了输出需要在模拟量单元中转换为模拟量的数字量，要在主机中安排定的存储单元。般使用模拟量输入及模拟量输出单元安排由模拟量模块送来的数字量及待送入模块转变为模拟量输出的数字量。而在主机的变量存储区区存放处理产生的中间数据。扩展模块的编址方法依系列技术手册中有关规定。的工作程序编制的工作程序编制般包含以下内容设置初始化子程序。在该子程序中完成采样次数的预置及采样和单元清零的工作，为开始工作做好准备。设置模块检测子程序。该子程序检查模块的连接正确性及模块工作的正确性。设置子程序完成采样及相关的计算工作。工程所需的有关该模拟量的处理程序。处理后模拟量的输出工作。硬件连接图图硬件接线图控制组态设计北京科技出版社，张兴国编著可编程器技术及应用北京中国电力出版社,宋伯生编著编程使用指南机械工业出版社，陈志新宗学军编电器与控制技术中国林业出版社，郝维来主编可编程控制器原理与应用哈尔滨工业大学出版社郑凤翼金沙主编图解西门子系列应用例电子工业出版社李克俭饶满和水塔水位控制系统的研究与设计广西工业学院学报年第四期孙苗钟基于教学实验的水箱水位控制系统软件设计仪器仪表与分析监测年第二期姚勇李忠勤郑志刚水箱水位控制的模拟装置煤炭技术年第十二期王伟张晶涛柴天佑参数整定方法及应用制动化学报陈娟，陈志强，在水塔水位控制系统中的应用安徽技术师范学院学报,附录数字量输入技术指标项目输入不包括输入输入类型漏型源型类型漏型源型类型,除外输入电压额定值，典型值输入电压浪涌值逻辑信号最小,为其余为，逻辑信号最大,其余为,输入延迟可选择连接线式接近开关的允许漏电流最大光隔离,高速计数器输入逻辑电平单相，两相单相，两相的和的输入逻辑电平时，单相，两相电缆长度非屏蔽屏蔽，高速计数器数字量输出技术指标输出类型输出不包括输出继电器输出输入电压额定值输出电压允许范围或，浪涌电流最大,占空比逻辑输出电压逻辑输出电压,最大电流时，减，最大电流时，负载逻辑最大输出电流逻辑最大漏电流灯负载接通状态电阻每个公共端的额定电流电阻负载，最大电阻负载，最大电阻负载新的时候最大感性箝位电压减，功耗输出类型输出不包括输出继电器输出从关断到接通最大延时从接通到关断最大延时切换最大延时和为，其他好为，其他和为，其他好为，其他最高脉冲频率和和表指令的回路表偏移地址变量格式类型描述过程变量双字实数输入应在之间给定值双字实数输入应在之间输出值双字实数输入输出应在之间增益双字实数输入比例常数，可正可负采样时间双字实数输入单位为，必须为正积分时间双字实数输入单位为，必须为正微分时间双字实数输入单位为，必须为正上次的积分值双字实数输入输出应在之间上次过程变量双字实数输入输出最近次运算的过程变量值图传统水塔水位控制梯形图图传统水塔水位控制表主程序子程序中断程序控制程序统地址分配的输入输出分配表如表所示表分配表编号地址说明功能路模拟量输出输出模拟量控制输入控制液压阀路数字输入，路模拟量输入按钮，手动自动切换为手动，为自动输入模拟量液位传感器的值第章系统软件应用设计系统的自动控制功能主要是通过软件来实现的,结合前面所述变频调速恒压供水系统的控制要求,利用定时器中断功能实现控制的定时采样及输出控制,三台水泵切换信号的生成接触器逻辑控制信号的综合及报警处理等都由程序控制。在程序设计时充分考虑到负载均衡性原则,采取先入先出的排队策略,执行变频方式轮值,确保各水泵使用率基本均衡。生活及消防双恒压的两个恒定值是采用数字式方式直接在程序中设定的。生活供水时系统设定值为满量程的,消防供水时系统设定值为满量程的。回路增益和时间常数初步设定为增益采样时间积分时间根据具体情况需进步调整以达到最优的控制效果。为了恒定供水,在水压降落时要升高变频器的输出频率,当变频器达到上限频率且台水泵还不能满足恒压要求时,则把变频运行的水泵切换到工频上运行,同时需要变频启动第二台或第三台水泵,直到满足供水要求。判断需不需要启动新水泵的标准就是变频器的输出频率是否达到设定的上限值。为了判断变频器工作频率达上限值的准确性,应滤去偶然的频率波动起的频率达到上限的情况。变频器控制水泵电机的每次启动均为软启动,并规定各台水泵必须交替使用,任台泵连续变频运行不得超过,因此每次需启动新水泵时,将现行运行的水泵从变频器上切除,并换上工频电源运行,将变频器复位并用于新运行水泵的启动。三台水泵的工作循环控制是使用水泵号加的方法实现到在加时等于零,即用水泵的总数结合水泵号实现水泵的轮换工作。水位控制的逻辑设计水位控制程序分为部分，每部分流程图如下主程序调用模块，如图是所示。主程序调用子程序，如图所示。生活供水时系统设定为满量程的，本系统中的增益和时间常数为增益，采样时间，积分时间。中断子程序模块，如图所示。其作用主要用于的相应计算，在的常闭继电器的作用下工作，它包括设定回路输入及输出选项设定回路参数设定循环报警选项为计算指定内存区域指定初始化子程序及中断程序。图水位控制实现方式图主程序调用模块首次扫描调用子程序进行启动计算机和初始化条用子程序初始化定时中断主程序结束主程序开始图主程序调用子程序启动子程序设置参数装入回路设定值回路增益装入回路采样装入积分时间设定定时中断时间为子程序结束图中断子程序模块启动中断子程序定时中断计数器值加计数器值到达了吗运行程序与设定值进行比较对输出值限制反馈仿真定时中断计数器清零中断子程序结束是定时器初值设定为其中，各符号名说明如下在第采样时刻，回路输出的计算值回路增益在第采样时刻的偏差值在第采样时刻的偏差值积分项的比例常数积分项的前值微分项的比例常数梯形图编程见附录控制程序见附录联机联机硬件图如图联机硬件图运行单击水泵控制按钮，系统启动时关闭出水口，用手动控制水泵后的输入输出控制液体阀，使水位达到满水位的，这时系统装载参数和连接中断服务程序。装入回路设定值，回路增益，回路采样时间，积分时间，同时设定定时中断的时间间隔,设定定时中断执行程序。关闭微分作用。在中断处，将过程变量转换为标准化的实数。首先将整数转换成双整数，将双整数转换为实数，而后将数值标准化最后将标准化后的存入回路表。而控制手动到自动的切换，代表手动，代表自动。自动方式下将把输出值转换成位的整数，首先判断为单极性且非负的数，把输出值送到累加器然后标准化累加器中的值，将实数转换成双整数，再将双整数转换成整数，最后将数值写入模拟量输出。再去控制输入控制液体阀以控制水箱维持定水位。第章结论本课题研究结论本论文针对小区的生活供水要求，设计了套由算法液位控制阀水泵计算机通信模块等主要设备构成的水塔水位控制系统，克服了传统供水方式普遍存在的效率低可靠性差自动化程度不高等缺点，可实现高效节能自动可靠维护简单管理方便的稳定供水。本系统具有以下的特点采用了可靠性高使用简单编程灵活的工控设备和内置调节模块的变频器作为主