基于S7-200PLC的液位控制系统设计

1、1%出上大博I i»olytQcli»lLe U ill，® rlty综合自动化实验报告书题 目：基于S7-200PLC的液位控制系统设计学生姓名：何丰丰学 号： 0225专业班级：06 电2班指导教师：刘振东计算机与自动控制学院2010年01月14日综合自动化实验基于S7-200 PLC的液位控制系统设计实验目的：1 .学习西门子S7-200可编程控制器 中模拟量、PID指令；2 .掌握组态王软件的编程调试方法；3,掌握PLC可编程控制器和组态王软件结合通讯方法。实验要求：1 .利用西门子S7-200可编程控制器实现液位 PID控制系统，通过调节电动 调节阀的开

2、度，改变水箱的进水流量，从而使水箱内的液位维持于恒定值。2 .在上位机编制工艺画面，能够显示系统的实时状态、通过对现场数据的 采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出 等多种方式，向用户提供检验液位PLC控制系统的动态运行情况，显示 SP （设定 值）、PV （液位高度检测值）、OP （阀开度）、P （比例）、I （积分时间）、D （微分 时间），并且在画面上能够实现手自动切换、历史数据查询、报表、报警信息、 历史曲线等功能。实验步骤：1 .掌握各设备的主要功能及工作情况硬件设备主要包括：上水箱、液位变送器 LT1、电动调节阀1,变频器，水泵。各个设备的连接情况如

3、图 1所示：220 AC图1过程控制系统结构图2 .设备之间安装与连接按照图2所示，将实验所需的设备如液位变送器、PLG调节阀等安装并接线。1上水箱电动调节阀1图2控制系统示意图系获靖构冠图图3控制系统框图3.系统控制电气连接图PLC选型1） CPU选择的型号是西门子的CPU-226它是200系列中一款高档次的 CPU其主要应用于具有较高要求的才$制系统中。和其它型号的CPU相比，其具有更多的I/O点，更强的模块扩展能力，更快的运行速 度和更强的内部集成的特殊功能。主要特性如下：可携带7个模块集成24个输入、16个输入共40个数字量I/O点，最大可扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/

4、O点13K字节的程序和数据存储空间6个独立的30KHz的高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输 出，并具有PID控制器2个RS485通讯/编程接口，具有PPI通信协议、MPI通讯协议和 自由方式通讯能力I/O端子排可很容易的整体拆卸2）模拟输入模块采用 EM231,其输入信号是420mA信号，本实验即要求输入量 为该数，满足要求，因此选用该型号。3）模拟量输出模块采用EM232电气连接图如下所示：£M 2324.在STEP7-MicroWin环境中编写、调试、下载 PLC的梯形图程序。在编写PLC程序时，查阅了 STEP衣于模拟量输入处理、模拟量输 出处理、定时中断、PID指令等

5、内容。程序的流程图如下图所示：子程序开始-MZ31装载PID参效主程序流程图4-30mAd-2DniA 44圈i- kii+>-rcc+*= r r +-，首次扫描，调 用初始化子程连接PID中 断服务程序子程序流程图I-PU-2EE子程序结束主程序开始主程序结束5.系统梯形图如下图所示(1)主程序：I程序注释网络I网络标题I网络注释一SMD.OETjnIIEN用箱21刘麻神发生器'3BT381 ' |IN TON"Ui- PT 100 ms为1时，进行PID自动调节；为0时，进行手动控制 (2)子程序Ai_in (将32位整数转换为0到1的实数)(3)子程序A

6、o_out (将0到1的实数转化为32位整数)(4)子程序 PID_control箱?i 也 id.汪峰D1VD6D11VDG4P1lVD4SFV1VDi 15V1VD16SMO.O1PipENENQTBLLOOP1VB2O0- ChA网都3SMOOEMLNOVD2O8- IMJUTXCV1:VD32符号注释CV1比32注释：符号表eIQ 1符号地址1FV1VDO2SVIVD42CV1VD6F1VD12511VD166D1VD207CVM1VD248A01VD2SA_M1M|QO3.6.偏移地址说明偏移地址域格式说明0过程值PV双字/格式输入0范围4 VD204SV设定双字/格式输入范围8 V

7、D208输出OP双字/格式输入/输出012 VD212增益K双字/格式输入正数或负数16 VD216采样时间Ts双字/格式输入秒20 VD220积分时间Ti双字/格式输入分钟24 VD224微分时间Td双字/格式输入分钟28积分前项双字/格式入/出不占用32过程变量前 项双字/格式入/出不占用7.在计算机中，参照图7-9,编制实时动态显示画面。最后系统联调时，在画面 上可显示和修改相关参数，在完成 PID参数整定后，控制精度在2%；内。1）手动调试动态显示画面2)自动调试动态显示画面3) PID调节曲线图79.实验收获利用西门子S7-200可编程控制器实现液位 PID控制系统来完成本次实验， 通过在实践中运用PLC的相关知识，使我进一步掌握了 S7-200PLC程序的编写与 调试，S7-200PLC中处理模拟量的方法及PID算法；对我今后学习和拓展 PLC知 识起到了促进作用，通过实际应用使我进一步体会到了理论联系实际在