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在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。
 
 （3）運(yùn)動(dòng)控制
 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。
 
 （4）過程控制
 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。
 
 （5）數(shù)據(jù)處理
 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，
如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
 
 （6）通信及聯(lián)網(wǎng)
 PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
 
 
 5、 PLC未來(lái)展望
 
 21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
 
 
二、方案設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)題目

基于FX2N---32MR可編程控制器的水塔液位控制系統(tǒng)

控制要求：
 如圖所示，S1~S4為液位傳感器，液位淹沒時(shí)接通。系統(tǒng)控制要求如下：當(dāng)水池液位低于S4時(shí)，電磁閥Y打開進(jìn)水，當(dāng)液位升至S3時(shí)，電磁閥關(guān)閉停止進(jìn)水：此時(shí)，若水塔液位低于S2，則電動(dòng)機(jī)M開始運(yùn)轉(zhuǎn)抽水，當(dāng)水塔液位升至S1時(shí)，電動(dòng)機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
 

 2、設(shè)計(jì)思路
 
 系統(tǒng)中輔助控制軟元件能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止控制，以便更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和電磁閥的控制，使系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、安全、可靠。
 水位在不超過S4的情況下，電動(dòng)機(jī)M不可以運(yùn)轉(zhuǎn)抽水，因此在電動(dòng)機(jī)M控制支路Y2接傳感器S4的常開開關(guān)軟元件，當(dāng)水位液位低于S4時(shí)，電磁閥Y1接通，打開閥門，水池進(jìn)水，若水位超過S4但不超過S3，電磁閥依然保持進(jìn)水，因此對(duì)電磁閥也應(yīng)該在控制支路上加上一個(gè)自鎖環(huán)節(jié)。
 當(dāng)水池液位高于S3時(shí)，電磁閥關(guān)閉停止進(jìn)水，因此在電磁閥Y1的控制支路上應(yīng)串上S3的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)水位到達(dá)S3時(shí)斷開，導(dǎo)致Y1關(guān)閉。當(dāng)水位超過S4時(shí)，若水塔的液位低于S2時(shí)，電動(dòng)機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)抽水，所以Y2上要接上S2的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)水位高過S2時(shí)，仍然繼續(xù)抽水，因此在Y1的控制支路接自鎖環(huán)節(jié)。當(dāng)水位高過S1時(shí)停止抽水，所以在Y1上接S1的常閉觸點(diǎn)，設(shè)計(jì)師應(yīng)注意電磁閥Y1的進(jìn)水量大于抽水機(jī)的抽水量，才能保證系統(tǒng)正確運(yùn)行，防止間斷的抽水，降低工作效率。
 
 
3、工程流程圖

如圖一所示：

 圖一  功能流程圖
4、I / O端口分配

表一、輸入輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系
輸入設(shè)備 輸入端口編號(hào) 輸出設(shè)備 輸出端口編號(hào)
啟動(dòng)按鈕SB1 X0 控制電磁閥
繼電接觸器 Y1
傳感器S1 X1  
傳感器S2 X2 控制電動(dòng)機(jī)M
繼電接觸器 Y2
傳感器S3 X3  
傳感器S4 X4 輔助繼電器M MO
停止按鈕SB2 X5  

5、端子接線圖
 水塔水位系統(tǒng)的輸入/輸出設(shè)備是一個(gè)單體控制小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，它有6個(gè)開關(guān)量，開關(guān)量輸出觸點(diǎn)有3個(gè)，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有9個(gè)，只需選用一般中小型控制器即可。據(jù)此，可以對(duì)輸入、輸出點(diǎn)作出地址分配，水塔水位控制系統(tǒng)的端子接線圖如圖二所示：
                          圖二、端子接線圖
主電路圖

        如圖三所示：

 

圖三、主電路圖

7、設(shè)計(jì)方案（一）