液位自动控制系统的研究设计

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1、液位自动控制系统的研究摘要水位控制系统设计是模拟工业生产过程中对水位、流量参数进行测量、控制、观察其变化特性，研究过程控制规律的课题，它主要研究过程控制中动态过程的一般特点——大惯性、大时延、非线性，难以对其进行精确控制，从而使其成为控制理论与控制工程、过程控制教学、试验和研究的理想对象。本课题首先对水位控制系统做了整体的分析并简单介绍了水位控制系统的控制平台；然后详细介绍了PLC可编程控制器并详细分析了基于PLC的PID控制和串级PID控制，对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了双容水箱串级水位控制系统

2、,并根据4：1衰减曲线法对PID参数进行整定；最后根据理论分析进行水位控制系统实验，实验结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性。关键词：水位自动控制系统，PLC技术，PID控制，串级控制TheResearchofTheWaterLevelAutomaticControlSystemAbstractThewaterlevelcontrolsystemdesignisatopic,whichallowsstudyoftheprinciplesofprocesscontrolastheprocessvariables,for

3、examplethelevelandflux,tobemeasured,controlledandobservedforitsvariabilityduringthesimulationprocessofmodemindustrialmanufacture.Ithasthecommoncharacteristicofdynamicprocessinprocesscontrolsuchasgreatinertia,largerdelay,nonlinearanddifficulttobecontrolledprecise

4、ly,sothatitbecomesaperfectobjectinthefieldofcontroltheoryandcontrolengineering,processcontrolteaching,testingandstudy.Thistopicfirsthasmadethewholeanalysistothewaterlevelcontrolsystemandsimplyintroducesthewaterlevelsystemcontrolplatform,thenintroducesthePLCprogr

5、ammablecontrollerindetailandamplyanalysesthePIDcontrolandthecascadePIDcontrolwhichbasedonPLC.Itintroducesthecascadecontrolsystemcharacteristicandthehostvice-returnroutedesignindetail.Thetwo-tankwaterlevelcascadecontrolsystemhasbeendesigned.ThenitcarriesonthePIDp

6、arameterby4:1decaycurvelaw;finallythewatercontrolsystemexperimenthasbeendonebythetheoreticalanalysis.Theexperimentalresultindicatesthesystemhasthefinecontrolprecisionandthestability.Keywords:waterlevelcontrolsystem,PLC,PIDcontrol,cascadecontrol目录摘要IABSTRACTII1绪论

7、11.1引言11.2水位控制当前的研究动态11.3PID调节器概述21.3.1PID控制特点21.3.2PID控制中尚需解决的问题31.4本文的主要工作42水位控制系统的整体分析52.1水位控制系统的整体设计52.2控制平台介绍52.2.1电源控制屏52.2.2交流变频调速器62.3被控对象介绍63可编程序控制器PLC概述83.1PLC的基本结构83.1.1CPU模块83.1.2I/O模块93.1.3编程装置93.1.4电源103.2西门子S7-200PLC简介103.2.1西门子S7-200PLC的功能概述103.2

8、.2西门子S7-200PLC的特点113.2.3西门子S7-200PLC的硬件结构113.2.4西门子S7-200PLC的工作原理123.3西门子S7-200PLC的编程语言143.4Step7-Micro/WIN编程软件简介153.5西门子S7-200PLC的程序结构154PID控制器的设计164.1PID算法概述164.2串级