基于s-plc的双容水箱液位控制器设计

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1、中工本科毕业论文（设计）基于S7-200PLC的双容水箱液位控制器设计系（部）信息工程系专业电气工程及其自动化学号20107084411学生姓名指导教师提交日期2014年5月22日摘要本论文目的是设计双容水箱液位串级控制系统。在设计中充分利用计算机技术，通讯技术和自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。其次，根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。然后，设计并组建过程控制系统，通过S7-200PLC实

2、现对液位的串级PID控制。最后借助数据采集模块﹑西门子触摸屏和数字控制器，设计并组建远程过程控制系统，完成控制系统实验和结果分析。关键字：液位，模型，PID控制，PLC控制系统23AbstractThepurposeofthispaperistodesigntheliquidlevel'sconcatenationcontrolsystemofthedoublecapacitywatertank.Thisdesignmakesfulluseoftheautomaticcomputertechnique﹑thecomm

3、unicationtechniqueandtheautomaticcontroltechniqueinordertorealizeconcatenationcontrolofwatertank'sliquid.First,Icarryouttheanalysisofthecontrolledobjects'model,andusetheexperimentalmethodtocalculatethetransferfunctionofthemodel.Next,IDesigntheconcatenationcontr

4、olsystemandusethedynamicsimulationtechniquetoanalyzethecapabilityofcontrolsystem.Afterwards,Idesignandsetuptheindicatorprocesscontrolsystem,realizePIDcontroloftheliquidlevelwithS7-200PLC.Finally,Idesignandsetupthelongdistancecomputercontrolsysteminvirtueoftheda

5、tacollectionmodule﹑SiemenstouchscreenanddigitalPIDcontroller，accomplishcontrolsystemexperimentandanalyzetheoutcome.Keywords:liquidlevel,model,PIDcontrol,computerprocesscontrolsystem23目录摘要IAbstractII1引言11.1选题的目的和意义11.2国内外研究现状发展趋势12系统设计说明32.1要求32.2作用说明33系统设计研究43.

6、1系统建模43.1.1数学模型建立方法43.1.3双容水箱数学模型建立53.2PID算法93.2.1PID控制理论的发展与现状93.2.2PID控制原理及特点94系统设计144.1系统总体设计144.2PLC及外围模块的选型144.3I/O口分配164.4电气原理图设计174.5S7-200PLCPID指令简介185调试196结论21参考文献22致谢2323中原工学院信息商务学院毕业论文（设计）1引言1.1选题的目的和意义液位控制[1]问题是人民生活以及工业生产过程中的一类常见的问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水

7、的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业在生产加工过程中通常要对蓄液池中的液位进行适当的控制。在工业生产中通过液位的检测与控制，可以了解容器中的原料、半成品或成品的数量，以便调节容器内的输入输出物料的平衡，保证生产过程中各环节的物料搭配得当，提高生产效率以及产品的质量。因此液位是工业控制过程中一个重要的参数[2]，特别是在动态的状态下，采用合适的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的生产效果。蓄液池中的液位需要维持合适的高度，就需要要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量。目前国内外的液位控制的方法有很多，控

8、制要求不高的情况下常用的有：1、液压式水位控制阀，其原理：当液位下降时，阀内的弹簧受力减小，进水阀芯打开，自动加水，水箱内的水位逐渐上升，阀门内所受的压力逐渐增大，当水位上升到预设的液位时弹簧所受的力与阀内所承受的压力达到平衡，阀门[3]自动停止加水。该控制方法适用于工矿企业、民用建筑中的各种水箱、太阳能水箱的自动供水系统。并可用作常压锅炉循环