单容下水箱液位调节阀PID控制

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1、西安郵電大学PLC课程设计报告书题目：单容下水箱液位调节阀PID控制院(系)名称：自动化学院学生姓名：1号:郭丽丽9号:朱雅29号:宋党朋专业名称：测控技术与仪器班级：测控1003班时间：2013年09月09日至2013年09月22日单容下水箱液位调节阀PID单回路控制1.无原理图框；2．无程序流程图；3.两组报告完全一样；一、艺过程(1）单容下水箱液位PID控制流程图，如图1所示图1控制流程图水介质由泵P102从水箱V104中加压获得压头，经由调节阀FV-101进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V1

2、04而形成水循环；其中，水箱V103的液位由LT-103测得，用调节手阀QV-116的开启程度来模拟负载的大小。本例为定值自动调节系统，FV-101为操纵变量，LT-103为被控变量，采用PID调节来完成。二、上位组态组态流程图界面，如图2所示图2组态流程图三、操作过程和调试1）在现场系统上，打开手阀QV102、QV105，调节下水箱闸板QV116开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。2）在控制系统上，将IO面板的下水箱液位输出连接到AI0，IO面板的电动调节阀控制端连到AO0。3）启动计算机组态软件，进入测试项目

3、界面。启动调节器，设置各项参数，将调节器切换到自动控制。4）设置比例参数，待系统稳定后，对系统加扰动信号(一般可通过改变设定值实现)，选择合适的P，得到较满意的过渡过程曲线。5）固定比例P值，改变PI调节器的积分时间Ti，对系统加扰动信号选择合适的I，得到较满意的响应曲线。6）固定I于某一中间值，微调P的大小，观察加扰动后被调量输出的动态波形，得到满意的响应曲线。7）在PI调节器控制的基础上，再引入适量的微分作用（设置D参数），得到满意的响应曲线。四．测试结果及分析1）选择合适的P值，响应曲线图如图3、图4所示P=

4、20，I=,D=0P=22，I=,D=0图3P值不同的组态P=22，I=,D=0P=24，I=,D=0图4P值不同的组态分析：根据图3.4、3.5可知，P=20、P=22与P=24的响应曲线相比较，峰值时间，即越小，响应速度越快；但P=24的响应曲线有振荡的趋势。综合考虑，选择P=22。2）选择合适的I值，响应曲线图如图5、图6所示P=22，I=15，D=0P=22，I=20,D=0图5I值不同的组态P=22，I=8,D=0P=22，I=10,D=0图6I值不同的组态分析：根据图5、6可知，I=20、I=15、I=

5、10与I=8的响应曲线相比较，超调量；稳态误差，同时I=8的曲线有振荡的趋势。综合考虑，选择P=22，I=20。注意：I=20与I=15、I=10、I=8曲线所加的扰动不一样，需对I=20的扰动进行折合。3）选择合适的D值，响应曲线图如图7、图8所示P=22，I=20,D=4P=22，I=20,D=8图7D值不同的组态P=22，I=20,D=2P=22，I=20,D=4图8D值不同的组态分析：根据图8和图9可知，D=8、D=4与D=2的响应曲线相比较，超调量，而D=2的微分作用较弱。综合考虑，选择P=22，I=20

6、，D=4。注意：D=8与D=4、D=2曲线所加的扰动不一样，需对D=8的扰动进行折合。五、控制器的程序设计本节提供了对于使用STEP7V5.2开发、编辑和运行一个梯形图(LAD)示例程序，并与组态软件通信的循序渐进的指导。工程的开发被分为6个阶段，如表1所示。表1工程开发阶段第1阶段第2阶段第3阶段第4阶段第5阶段第6阶段创建工程通信设置硬件组态程序编写程序调试组态通信1)新建工程1.单击File>New…，新建一个工程项目,例如Test。2.单击“OK”按钮，生成新工程Test：3.建立S7-300站。右键单击工

7、程名Test，单击InsertNewObject>SIMATIC300Station。4.单击展开Test，双击Hardware（硬件），即可进入硬件组态环境。5.硬件组态完毕后，SIMATIC300(1)中出现CPU型号。展开Block，即可进行程序编写6.图中清晰地显示了项目的分层结构。在项目中，数据在分层结构中一对象的形式保存，左边窗口内的树（Tree）显示项目的结构。第一层为项目，第二层为站（Station），站是组态硬件的起点。“S7Program”文件夹是编写程序的起点，所有的软件均存放在该文件夹中。用

8、鼠标选中图中某一层的对象，在管理器右边的工作区将显示所选文件内的对象和下一级的文件夹。双击工作区中的图标，可以打开并编辑对象。7.Blocks（块）对象包含程序块（Blocks）、用户定义的数据类型（UDT）、系统数据（Systemdata）和调试程序用的变量表（VAT）。程序块包括逻辑块（OB、FB、FC）和数据块（DB），需要把它们下载到CPU中，用于执