plc水箱液位控制的设计(专科论文)

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1、毕业论文题目：PLC控制的水箱液位控制系统系部：专业：姓名班级：学号：指导教师：教师单位：2011年月日-4-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。由于液体本身的属性及控制机构的摩擦、噪声等的影响，控制对具有一定的纯滞后和容量滞后的特点，液位上升的过程缓慢，呈非线性。因此液位控制装置的可靠

2、性与控制方案的准确性是影响整个系统性能的关键，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

3、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-4-目录PLC控制的水箱液位控制系统I摘要I第一章绪论-1-第二章设计任务与要求-2-2.1基本任务-2-2.2基本要求-2-2.3给定条件-2-2.4主要性能指标-2-2.5扩展功能-3-第三章总体论证-3-3.1总体方案的选择-3-3.1.1控制方法选择-3-3.

4、1.2系统组成-4-3.2确定系统功能、性能指标-4-第四章系统设计-5-4.1建模过程-5-4.２模型参数的确定-6-4.３软、硬件功能划分-6-4.４系统功能划分、指标分配和框图构成-7-4.4.1PLC系统-7-4.4.2前向通道-7-4.4.3后向通道-8-第五章系统开发-8-5.1硬件开发——系统配置-8-5.1.1PLC系统——CPU、模/数转换模块、数/模转换模块-8-5.1.2前向通道——传感器-8--4-5.2PID操作指令-9-5.2.1PID算法-9-5.2.2回路输入、输出转换及标准化-11-5.2.3控制

5、方式-11-5.2.4ID的编程步骤-12-5.3软件开发-12-5.3.1确定输入/输出关系，建立数学模型，寻找合适算法-12-5.3.2调节器参数整定-13-5.3.3程序流程图-14-5.3.4程序-14-第六章连机调试-17-第七章注意事项-18-7.1安全注意事项-18-7.1.1防止触电-18-7.1.2防止烫伤-18-7.1.3防止损坏-18-总结-19-致谢-20-参考文献-21--4-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

6、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。德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-

7、200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。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

8、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，