毕业设计论文-基于plc的流量监控系统设计

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1、毕业设计论文-基于PLC的流量监控系统设计毕业设计论文基于PLC的流量监控系统设计xxxx大学xxx目录1选题背景2方案论证3开发设计过程4结果分析5总结参考文献致谢附录AMAIN主程序附录BCPU技术规范附录CEM235模拟量输入输出和组合模块的技术规范基于PLC的流量监控系统设计1选题背景本毕业设计课题来自实验室建设目的是利用PLC来实现过程控制目前PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制应用领域极为广泛覆盖所有与自动检测自动化控制有关的工业及民用领域包括各种机床机械电力设施民用设

2、施环境保护设备等等MCGS即"监视与控制通用系统"英文全称为MonitorandControlGeneratedSystemMCGSMCGS工控组态软件是一套32位工控组态软件流程控制数据采集设备控制与输出数据与曲线等诸多强大功能于一身广泛应用于石油电力化工钢铁矿山冶金机械等多种工程领域32工艺过程随着PLC功能的不断提高和完善PLC几乎可以完成工业控制领域的所有任务但PLC还有它最适合的应用场合工业环境较差而对安全性可靠性要求较高系统工艺复杂输入输出以开关量为主的工业自控系统或装置它对模拟量的处理能力也很

3、强所以在很多情况下也可取代工业控制计算机作为主控制器来完成复杂的工业自动控制任务控制对象及控制装置选定后还要进一步确定PLC的控制范围一般来说能够反映生产过程的运行情况能够用传感器进行直接测量的参数控制逻辑复杂的部分都由PLC完成另外对主要控制对象还要加上手动控制功能针对此次的控制任务是利用PLC对液体流量模拟量进行控制要求把管道中水流控制在一定的速度要求用增量式PID控制算法进行控制如图2所示33系统控制要求1要求用PLC编写程序采用单闭环控制来控制电动调节阀开度以达到控制管道内液体流量的目的2用PLC编

4、写程序采用单回路控制以采集的流量为反馈信号与给定值进行比较以达到控制液体流量的目的3用MCGS组态软件对设计系统进行组态对现场数据进行实时监控34系统的IO点及地址分配输入输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础对软件设计来说IO地址分配以后才可进行编程对控制柜及PLC的外围接线来说只有IO地址确定以后才可以绘制电气接线图装配图分配地址时要注意负载类型控制系统的输入输出信号的名称代码及地址编号如下表所示符号地址备注KzM00控制方式EeVD136偏差e_1VD140偏差前值e_2V

5、D144偏差前前值MnpVD148比例值MniVD152积分值MndVD156微分值dMnVD160PID增量Mn_1VD164输出前值MnVD168输出值KcVD172比例系数TiVD176积分时间常数TdVD180微分时间常数TsVD184采样周期PvnVD200测量值SpnVD208给定值VW220测量值最大值表1地址分配35PLC系统的选型选择PLC一方面要注意容量另一方面什么公司的从上面的分析可以知道系统需要模拟量输入点一个模拟量输出点一个可以选用西门子公司S7-200CPU222PLC8入6继电

6、器输出一台特点体积小巧全面功能最适应于中小机器设备的控制适用于各行各业各种场合中的检测监测及控制的自动化强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能因此S7－200系列具有极高的性能价格比极高的可靠性极丰富的指令集易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能强劲的通讯能力丰富的扩展模块-时间控制系统中PID控制器应用得非常广泛其设计技术成熟长期以来形成了典型的结构参数整定方便结构更改灵活能满足一般的控制要求PID控制比连续PID控制更为优越因为计算机程序的灵活性很容易克服连续PID控制中存在的问题经

7、修正而得到更完善的数字PID算法连续一时间PID控制系统如所示图中Ds为控制器在PID控制系统中Ds完成PID控制规律称为PID控制器PID控制器是一种线性控制器用输出量yt和给定量rt之间的误差的时间函数etrt-yt的比例积分微分的线性组合构成控制量ut称为比例Proportional积分Integrating微分Differentiation控制简称PID控制实际应用中可以根据受控对象的特性和控制的性能要求灵活地采用不同的控制组合构成P控制器PI控制器比例十积分十微分PID控制器式中KP比例放大系数T

8、I积分时间TD微分时间控制作用比例控制能迅速反应误差从而减小稳态误差但是比例控制不能消除稳态误差比例放大系数的加大会引起系统的不稳定积分控制的作用是只要系统有误差存在积分控制器就不断地积累输出控制量以消除误差因而只要有足够的时间积分控制将能完全消除误差使系统误差为零从而消除稳态误差积分作用太强会使系统超调加大甚至使系统出现振荡微分控制可以减小超调量克服振荡使系统的稳定性提高同时加快系统的动态响应速度减小调整时间从