PLC课程设计单容水箱液位控制系统的设计

目

录封面--------------------1目录--------------------2引言--------------------3一、体计方案------------本务-----------------4本求-----------------4要能指标----------------4展能-----------------4制法选择----------------4统成-----------------5二、控制系统设-----------5程图--------------5制序设计思---------------6统量定及配-----------6接计--------------6三、系统调试果分析-------7--------------------------------结束语------------------8参考文-----------------8附：源程序---------------9第页页引言在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问,例居民生活用水的供,饮料加工,溶过,化工生产等多种行业的生产加工过,通需要使用蓄液,蓄液中的液位需要维持合适的高,既不能太满溢出造成浪,也能过少而无法满足需求由于液体身的属性及控制机构的摩擦噪声等的影响控对具有一定的纯滞后和容量滞后的特点位上升的过程缓慢呈非线性因此液位控制装置的可靠性与控制方案的准确性是影响整个系统性能的关键液面高度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。可编程控制器（PLC）计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，主要用来代替继电器实现逻辑控制。PID制（比例、积分和微分控制）是目前采用最多的控制方法。本文主要是对一单容水箱液位控制系统的设计过程及到液位的动态控制制系统的建模、控、算法、感器和手动调试电机等一系列的知识。作为单容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了算法，控制核心为S7-200系的以A/D、D/A转模，传感器为扩散硅式压力传感器。选用以上的器件设备、控制方案和算法等为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度节间和超调量等控制品质的要求。第页页总体设计案基本任对单容水箱液位压控系统一单回路反馈控制系控制的任务是使水箱的液位/压力等于给定值,减或消除来自系统内部或外部扰动的影响。用液/压力参数为被控对象电机带动齿轮泵通过阀1向上水箱供,调节阀2使同时向外排,令入水的速度大于出水的速,达到被控参(液/压的动态调整。基本要对单容水箱用西门子S7-200为制核心辅以单片机系统配套的A/DD/A转单元及电路通过执行数字PID程实现参数的自动调(定值在单片机键盘上完)使箱的实际液/压力值与设定值接最终稳定于设定值。组成单闭环水位调节系统,要求水位可以在一定范围内由人工设定，且各种测量、控制参数可在人机界面上显示、设定。主要性指标水位范围0-18.0cm水位设定值10.0cm水位误差±水位低限5cm水位高限14cm

超限报警超限报警扩展功通讯端口采用的是RS-485总，允许将S7-200同编程器或其它一些设备连接起来。通过扩展模块可增加CPU的I/O数，也可提供其它通讯功能。人界面——触摸屏控制方选择单容水箱液位控制系统可归属于一阶惯性环节，一般来说，对一阶惯性环节的过渡过程控制。PID控制适用与负荷变化大、容滞后较大、控制品质要求又较高的控制系统。另外PID算法两种常见的实现形式位置型PID法和增量型PID算结合本系统设计任务与要求以及以对几种控制方法的分析来看，增量式PID控方法最适合本系统采用。第页页系统组以现代控制理论和为础采数字控制显A/DD/A转换配执行器与控制阀构成的PLC控制系统，在过程控制中到越来越广泛的应用。应以PLC为核心组成一个专用PLC用系统，以满足检测、控制应用类型的功能要求。控制系统计控制程流程图第页共4页控制程设计思路地址VB100VB104VB108VB112VB116VB120VB124

参数过程变量当前值给定值SPn输出值Mn增益Kc采样时间Ts积分时间Ti微分时间Td

PID回路参表数值压力传感器提供的模拟量经A-D换后的标准化值0.5PID回路的输出值0.40.110000min0（闭微分作用）系统变定义及分配输入（I）

输出（）元件

功能

信号地址

元件

功能

信号地址

启动系统

I0.0

手动控制继电器

Q0.0

自动运行控制手动调试水泵

I0.1I0.2

蜂鸣器和红色LED灯蜂鸣器和红色LED灯

上限水位报警下限水位报警

Q0.1Q0.2

停止运行控制

I0.3第页共5页系统接图设计PLCI/O接线示意图系统调调试水位高度对应的N值水位高度

EM235接线系统调试结果分析N值下限水位给定水位上限水位

底限报警高限报警第页共6页结果分通过对程序的调试及分析得出了以下下结果水位低于下限5CM时报器会发出底限报警报器提示报警同时报警灯会;高下水位但低于上限水位时报警器关断。当水位高于上限水位时报器也会发生报警水只有在5～14CM报器才会不工作同时由于PID调节随着水位的升高水的转速会下降，供水量会逐渐下降。结束语再回顾此次PLC课程设计，在几天里，不仅可以巩固了以前所学过的PLC知，而学到了很多在书本上所没有学到过的知识将理论转化为实践，将知识真正的掌握。在这次课程设计中光巩固了PLC的学，还解决了关于课程设计中遇到的问题。本论文研究的是单容水箱恒压液位系统，此系统以模块EM235PLC为心进行设计PLC控制机进行PID调节同时EM235输电压值控制水泵的转速实际情况设定压力给定值根据压传感器的反馈信号与设定值的压差调整水泵的工作情况，实现恒压供水。该系统可靠性高高节效果好以及动态响应速度快，更好的实现恒压供水。经过本次课程设计我习了与PLC关的知识将所学的知识运用到了实际的设计中这令我直观地了解PLC的途以及调节的作用也提高了我们动手动脑的能力在遇到不会的问题时候通过小组同学的相互讨论和老师的帮助也使之迎刃而解老师与同学们的帮助我过本次课程设计能有所提高。参考文献1.周忠彭小主《电控与