第1章绪论1.1选题背景1.1.1现今水泵控制方式发展状况随着国民经济的飞速发展，科技的进步以及生活水平的逐步提高，水塔水泵在许多工业生产中都是非常重要的设备，人们对水塔水位自动控制的要求也越来越高，要求水泵能够根据水位的变化迅速做出反应，从而能达到方便、迅捷以及安全的控制效果。而在当前的水塔水位自动控制系统中有很大一部分电机是不变速拖动系统，其电能大多消耗在适应供水量的变化而频繁的开停水泵中，并且无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。这样不但使电机工作在低效区，减短电机的使用寿命，而且电机的频繁开停，使设备故障率很高，导致水资源严重浪费，系统的维护、维修工作量较大，并且能够使主备泵的工作量比较而现在电机的控制方式主要有两种，即手动控制和自动控制。但是这两种控制方式都有各自不同的优缺点。1.手动控制资金投入小，操作简单，但是可靠性不强，反应不够迅速，且人为因素太多。2.自动控制可靠性强，反应迅速，控制精准，但是要求技术高，资金投入大，且控制方式不够灵活，一旦固定不可轻易改变。通过对以上两种控制方式的比较，发现每种方式都有各自的特点和优缺点，如果能把这两种方式优势结合起来，扬长避短，就能设计一款集自动、手动、急停控制于一体且节能、节约管理费用、减少维修费用的水位自动控制系统，而其关键是在保证安全和可靠的同时，选择一款适合的工业控制器。1.1.2可编程序逻辑控制器的发展现状在控制系统中选择合适控制器非常重要。目前市场上提供了各种各样的控制器，主要包括：硬连线可编程控制器(VPS，即可编程继电器模块)、可编程逻辑控制器(SPS，即PLC)以及逻辑模块。VPS的优点可浅显易懂地描述为：当控制任务不很多时，该系统比较便宜。缺点是：布线费用的增加与接触器的数量不成比例；查找故障麻烦费力；技术资料必须使用耗时费力的程序以手工方式编制；必须更改布线才能进行变更或者扩展升级。SPS的特点是：故障诊断方便迅速；自动制作技术资料；有丰富的指令；实时特性；复杂的数学函数以及相对于其它系统的开放式通讯功能。与这种灵活性相背的是：要求操作工具有丰富的知识；必须将各个运算组成复杂的函数；解决方案不很复杂时，相对价格较高。LOGO!是可编程序控制器(PLC)的新一代超小型控制器，亦称可编程通用逻辑控制模块，与以往的PLC相比具有以下优点：1.编程操作简单。不管哪家公司的PLC，都必须使用编程工具(如编程器或计算机加编程软件)，而LOGO!编程可在本机上直接操作。2.编程语言简单。对PLC编程，必须学习编程语言(梯形图和语句表)，还要了解PLC的内部地址分配，而LOGO!编程是将需要实现的功能所对应的功能块连接起来，就像用时间继电器、中间继电器通过导线连接一样简单和方便。3.输出电流大。PLC输出端所能承受电流一般为2A(继电器输出，阻性负载)，而L0GO!输出端可以承受电流达10A(继电器输出，阻性负载)。4.自带显示面板、参数设置方便。PLC自身不带面板，如要显示或修改内部参数就必须增加额外的显示面板，甚至还要对面板进行编程和组态，而LOGO!不需要增加任何辅助设备，可直接在自带面板上设置、更改和显示参数。5.具有通信功能。带AS-I总线功能的LOGO!可作为远程I/O(输入/输出)使用。6.价格低廉。与同点数的小型PLC相比，LOGO!具有更低的价格和更高的性价比。7.面向大众、方便用户。LOGO!不需要专门编程训练，只要懂得一些电路知识就行；工厂的电工十分容易掌握它的使用。LOGO!主要控制功能有：开关量输入和输出；友好操作界面和显示面板；由6种基本功能块和11种特殊功能块来实现各种控制任务。目前市场中提供了各种各样的控制器，主要包括：基于单片机控制的、纯逻辑芯片为核心控制的、继电器控制、可编程控制器和可编程序逻辑控制器。这几种控制器优缺点如表1.1所示。表1.1各种控制器的比较控制器名称优缺点基于单片机控制的优点：能实现较为复杂的逻辑控制，应用范围广泛缺点：抗干扰能力差，编程复杂，繁冗纯逻辑芯片为核心控制的优点：能应用于大功率的控制开关缺点：控制方式复杂，容易出现错误继电器控制优点：设计简单，直观缺点：线路复杂，成本高，维修工作量大，线路容易老化可编程控制器（PLC）优点：可靠性高、抗干扰能力强、通用性强、便于维护缺点：编程和操作都比较复杂，系统的开发成本高，不经济划算可编程序逻辑控制器优点：可靠性高，抗干扰能力强，使用寿命长，维修方便，便宜缺点：内存小.编程复杂，控制有限综合以上表格分析比较，由于可编程序逻辑控制器在同等控制要求上是最经济划算、可靠性高、抗干扰能力强、使用寿命长、维修检测也方便，所以选择可编程序逻辑控制器作为控制核心是最好的选择。继