文档介绍：目录
1 绪论 1
过程控制系统的发展概况及趋势 1
PLC的发展概况及趋势 2
2 串级控制系统 4
串级控制系统概述 4
串级控制系统的特点 4
3 双容水箱液位串级控制系统设计 5
双容水箱系统组成 5
双容水箱控制系统结构 6
双容水箱系统结构 6
控制逻辑结构 8
4 串级控制系统的主,副调节器的选择 9
主、副调节器正、反作用方式的选择 9
主、副调节器控制规律的选择 9
5 串级控制系统的整定方法 10
串级控制系统常用的整定方法 10
串级控制系统控制规律选择 11
6 控制系统的设计 12
7 PLC程序 13
8 实验结果与数据分析 15
结束语 19
参考文献 20
1 绪论
液位控制问题是工业生产过程中的一类常见问题,例如在饮料、食品加工,溶液过建,化工生产等多种行业的生产加工过程都需要对液位进行适当的控制。双容水箱液位的控制作为过程控制的一种,由于其自身存在滞后,对象随负荷变化而表现非线性特性及控制系统比较复杂的特点,传统的控制不能达到满意的控制效果。以PLC、组态软件为单元,可以组成从简单到复杂的各种工业控制系统。PLC可以实现复杂的逻辑编程及简单的算法编程,但是对于先进控制算法,如模糊控制算法等涉及到矩阵运算,由于算法本身的复杂性,单纯依靠PLC编程功能已经不能满足要求;组态软件编程语言虽然简单,但大多数是脚本语言,在处理算法方面仍然存在诸多不便。因此,提出将算法写入STEP7程序的思路,借助STEP7的快速运算功能及丰富的函数库,可以方便的实现算法编写,求解输出值通过可靠的MPI接口反馈给组态软件,最终实现对控制对象的控制。本文正是基于上述思路,和STEP7软件的液位控制实验平台。该平台简单可靠,本文在STEP7环境中编写了传统的PID控制算法,实现了对双容水箱液位的控制。
过程控制系统的发展概况及趋势
过程控制是一门与工业生产过程联系十分紧密的学科,随着科学技术的飞速前进,过程控制也在日新月异地发展。它不仅在传统的工业改造中,起到了提高质量,节约原材料和能源,减少环境污染等十分重要的作用,而且正在成为新建的规模大、结构复杂的工业生产过程中不可缺少的组成部分。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、减少成本、改善劳动条件、保证安全和提高劳动生产率重要手段,在社会生产的各个行业起着极其重要的作用。其发展经历了以下几个方面:
1、局部自动化阶段(50年代)
2、过程计算机控制系统阶段(60年代)
3、集中控制、多参数控制阶段(70年代)
4、集散控制阶段(80年代以后)
目前过程控制正走向高级阶段的未来,不论是从过程控制的历史和现状看,还是从过程控制发展的必要性、可能性来看,过程控制是朝着综合化、智能化的方向发展,即计算机集成制造系统:以智能控制理论为基础,以计算机及网络为主要手段,对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合,实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。智能化是过程控制的发展必然趋势,对工业的发展有着十分重要而现实的意义。
PLC的发展概况及趋势
PLC的发展是提高生产力的要求推动的。最早的自动控制采用继电器板进行的,控制逻辑简单、体积大。维护不便升级换代困难。随着电子元器件的发展,1969年前后发明了PLC(ontroller)。(顺序)控制内存小功能单一。但是,在回路调节时。仍然需要单回路仪表或者OCS。随着电子技术、控制技术的发展,PLC从单纯的数字量控制发展到简单的模拟量控制和数字量控制相结合,部分替代了单回路仪表的功能。PLC的网络能力从无到有,今天已经非常强大。通过网络,可以实现分散控制,降低安装成本,提高集成度。正是因为这种灵活性,用户可以很方便地建立自己的自动化控制系统。PLC在设计时就是面向工业环境的。因此,可靠性和抗干扰能力都很强。PLC在长期应用中,经受了考验,几乎成为高可靠性的代名词。几乎所有大型的顺序控制、重要的应用,都是PLC实现的。可以说,没有PLC就没有现代制造业。PLC进一步融合OCS技术,发展到PAC(ProgrammableAutomationController)。PAC可以方便的和企业网集成,实现信息化工厂。。随着电子技术的发展,PLC体积越来越小。但小型化是有限度的,并不是越少越好。因为阻容元件等的体积很难缩小而抗干扰措施需要这些分立元件。同时,为了使用更加方便,功能更强,控制器的内存不断扩大,处理能力不断增强。PLC厂家积极