a3000实验台双水箱液位串级控制系统设计

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1、摘要现代工业的发展对控制系统的控制品质提出了新的要求，简单的单回路控制已经难以满足一些复杂的控制要求。串级控制系统把两个单回路控制系统以一定的结构形式串联在一起，它不仅具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。本论文论述了一个基于S7200的液位——流量串级控制系统的设计方法和步骤，在A3000过程控制实验系统上，我被控对象进行了数学建模，，进行了串级控制系统的设计，并对PID参数进行了整定，并使用了组态王开发了监控画面，进行对下位机的监控。关键词：串级控制；液位；流量；监控AbstractThedevelopme

2、ntofmodernindustrialcontrolsystemstocontrolthequalityofproposednewrequirements,asimplesingle-loopcontrolhasbeendifficulttomeetsomeofthecomplexcontrolrequirements.Cascadecontrolsystemofthetwosingle-loopcontrolsysteminserieswithacertainstructure,itnotonlyhasthesingle-loopcontr

3、olsystemforallfunctions,butalsosingle-loopcontrolsystemhasmanyadvantagesnotavailable.ThispaperdiscussesaliquidlevelbasedonS7200-flowcascadecontrolsystemdesignmethodsandprocedures,processcontrolexperimentintheA3000,Iamchargedwithamathematicalmodelobjects,carriedoutthedesignof

4、cascadecontrolsystem,andthePIDparameterstuning,andusethemonitorscreenKingviewdevelopedtoconductsurveillanceonthelowercomputer.Keywords:Cascadecontrol;liquidlevel;flow;monitoring目录第一章绪论61.1选题背景61.2被控对象61.3控制系统要求6第二章系统方案选择72.1常见控制规律的类型72.2控制方案的比较选择72.3串级控制系统介绍82.3.1串级控制整体介绍82.

5、4主副控制对象的选择112.5控制器的选择122.5.1PLC的特点及应用122.5.2PLC的工作阶段122.5.3PLC对输入/输出的处理规则142.5.4软PLC的介绍142.5.5单片机简介142.5.6控制器的选择15第三章供配电设计及器件选型163.1主回路部分163.2控制回路的设计183.3元器件的选型193.3.1增压泵的特点及选型193.3.2变频器的特点及选型：193.3.3手动调节阀的选型213.3.4熔断器223.3.5断路器223.3.6中间继电器233.3.7转换开关243.3.8按钮243.3.9电源的选择24第

6、四章控制器的选择及硬件设计264.1PLC的选择264.2EM235的介绍284.3控制电路的设计30第五章PLC软件设计325.1PLC控制系统软件设计步骤325.2STEP7编程软件简介325.3程序流程图335.3.1主程序335.3.2PID初始化345.3.3PID运算345.3.4数据转化部分355.4梯形图395.4.1地址分配表395.4.2输入数据转换405.4.5PID运算415.4.6输出数据转换41第五章组态软件435.1组态王简介435.2工程的建立435.3创建项目445.3建立趋势曲线画面465.4建立数据库475

7、.5建立组态动画495.6运行调试中的问题及解决方法51致谢52参考文献53附录54附录一程序梯形图附录二英文翻译附录三英文原文第一章绪论1.1选题背景A3000过程控制实验系统包括了测试对象单元，供电系统，传感器，执行器（包括变频器及移相调压器），从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整，独立的现场环境。如图所示液位串级控制实验。要求以串级控制系统来控制下水箱液位，以中水箱为副对象，右边水泵直接向中水箱注水，时间常数小、时延小，控制通道短，从而可加快提高响应速度，缩短过渡过程时间，符合副回路选择的超前，快速、反应灵敏等要求。下水箱为主对象

8、，水需要经过中水箱才能进入下水箱，时间常数比较大，时延大。1.2被控对象液位双水箱液位串级控制系统主要包括的对象有：中水箱、下水箱、储水箱、电磁阀，电