文档介绍：毕业论文
(2008 )
 
 
题目 PLC控制的水箱液位控制系统
 系别机电工程系
 专业电子信息工程技术
  班级 05电信(2)
 姓名 zqsy
 指导教师
2008 年 6月 8 日
PLC控制的水箱液位控制系统
摘要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题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。因此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)是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控制(比例、积分和微分控制)是目前采用最多的控制方法。
本文主要是对一水箱液位控制系统的设计过程,涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PLC控制、PID算法、传感器和调节阀等一系列的知识。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PID算法,控制核心为S7-200系列的CPU222以及A/D、D/A转换模块,传感器为扩散硅式压力传感器,调节阀为电动调节阀。选用以上的器件设备、控制方案和算法等,是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
关键词 PLC PID 液位控制
目录
第一章绪论 4
第二章设计任务与要求 6
2 . 1基本任务……………………………………………………………………………………………………….6
6
给定条件 6
主要性能指标 6
扩展功能 6
第三章总体论证 7
总体方案的选择 7
控制方法选择 7
系统组成 7
确定系统功能、性能指标 8
第四章系统设计 9
建模过程 9
模型参数的确定 10
软、硬件功能划分 11
系统功能划分、指标分配和框图构成 12
(1)PLC系统 12
(2)前向通道 13
(3)后向通道 13
第五章系统开发 14
硬件开发——系统配置 14
PLC系统——CPU、模/数转换模块、数/模转换模块 14
前向通道——传感器 15
后向通道——电动调节阀 15
PID操作指令 16
PID算法 16
回路输入、输出转换及标准化 19
控制方式 20
回路表 21
PID指令 22
PID的编程步骤 23
软件开发 24
确定输入/输出关系,建立数学模型,寻找合适算法 24
调节器参数整定 25
程序流程图 27
程序 29
第六章连机调试 32
总结 34
致谢 36
参考文献 37
第一章绪论
可编程控制器(简称PLC或PC)是一种新型的具有极高可靠性的通用工业自动化控制装置,是一种数字运算操作的电子系统。它以微处理器为核心,有机地将微型计算机技术、自动化控制技术及通信技术容为一体,主要用来代替继电器实现逻辑控制,随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围。它具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点,是当今及今后工业控制的主要手段和重要的自动化控制设备。PLC等主要品牌有:西门子、三菱、Koyo、OMRO等,近年来,德国西门子(SIEMENS)公司的SIMATIC-S7系列的PLC,在我国已经广泛应用于各行各业的生产过程的自动控制中。
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。液位控制是工业生产中典型的过程控制问题,对液位准确的测量和有效的控制是一些设备优质、高产、低耗和安全生产的重要指标。由于它便于直接观察、容易测量、获取方便、过程时间常数一般比较小、价格低廉等特点,所以被广泛应用于工业测量。
在工业过程控制系统中,目前采用最多的控制方式依然是PID控制。即使在美国、日本等工业发达国家,PID控制的使用率仍达90%,可见PID控制在工业过程控制中占有异常重要的地位。PID控制技术经历了数十年的发展,从模拟PID控制发展到数字PID控制,技术不断完善与成熟。尤其近十多年来,随着微处理技术的发展,国内外对智能控制的理论研究和应用研究十分活跃,智能控制技术发展迅速,如专家控制