2017毕业论文-基于plc的储罐液位控制系统研究

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1、宁夏理工学院毕业设计摘要本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。本文的主要研究内容：控制系统方案的选择，系统硬件配置，PID算法介绍，系统建模及仿真和PLC编程实现。本设计用PLC编程实现对储罐液位的控制,具有接线简单、编程容易，易于修改、维护方便等优点。关键字：储罐;液位控制;仿真;PLC40宁夏理工学院毕业设计AbstractThisarticleisdesignedbasedonPLC,tanklevelcontrolsyst

2、em.Ittakesaseriess7-200CPU224andananalogquantitiesofEM235expansionmoduletoleveldetectionandelectricvalveopeningregulation.SystemmainfunctionistoachieveconstantlowlevelPIDcontrolandlimitingalarm.Themaincontentsofthispaper:thechoiceofthecontrolsystemplan,systemhardwareconfiguration,PIDalgorithmin

3、troduced,systemmodelingandsimulation,andPLCprogramming.PLCprogrammingwiththedesignofthetanklevelcontrolhavetheadvantageofsimplewiring,easyprogramming,easytomodify,easymaintenanceandsoon.Keyword:tank;level;control;simulation;plc40宁夏理工学院毕业设计目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1盐酸储罐恒液位控制任务11.2本文研究的意义21.3本文研究的主要内

4、容22控制系统方案设计32.1储罐液位控制的发展及现状32.2系统功能分析32.3系统方案设计43系统硬件配置53.1电动控制阀的选择53.1.1控制阀的选择原则53.1.2ZAJP精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍93.2液位测量变送仪表的选择123.2.1液位仪表的现状及发展趋势123.2.2差压变送器的测量原理123.2.3差压式液位变送器的选型原则133.2.4DP系列LT型智能液位变送器产品介绍143.3PLC机型选择153.3.1PLC历史及发展现状153.3.2PLC机型的选择173.3.3S7-200系列CPU224和EM235介绍184PID算法原理及指令介绍2

5、04.1PID算法介绍204.2PID回路指令225系统建模及仿真265.1系统建模265.2系统仿真285.2,1MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介285.2.2系统仿真29第6章系统编程实现316.1硬件设计316.1.1绘制控制接线示意图316,1.2I/O资源分配3140宁夏理工学院毕业设计6.2软件设计326.2.1STEP7Micro/WinV4.0SP6编程软件介绍326.2.2恒液位PID控制系统的PLC控制流程336.2.3编写控制程序346.2.4程序清单37结束语38参考文献39致谢4040宁夏理工学院毕业设计1绪论1.1盐酸储罐恒液位控制任务

6、如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐，该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐，罐体高6米，容量为50立方米，重500千克。钢衬四氟乙烯储罐的介质工作温度为-100°C～250°C，耐腐蚀性强，对卤素、卤代烃、强氧化剂、沸酸、碱、多种有机溶剂都有良好的耐蚀性。其工艺流程为，稀盐酸从储罐顶部流入，罐体下部装有一电子开关阀，AC220V供电，由一个DC24V继电器控制，根据生产需要随时打开或关闭阀门。由于工艺要求，必须将储罐内液体保持在4.5米，即要求罐体内液位恒定不变。同时要求设置高低限报警，当液面高于5.4米时，高限报警，红灯亮；当液面低于3.0米时，底限报警，黄灯亮；正常运行时绿灯亮。要求用一台PL

7、C实现这些控制要求，试设计合适的控制系统，并且选用相应的设备，实现该系统的控制要求。图1.1稀盐酸储罐工艺流程图40宁夏理工学院毕业设计1.2本文研究的意义在工业生产过程中，液位是最常见、最广泛的过程参数之一。在石油工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类流体的液位高度进行检测和控制。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，自动控制难度较高。为了解决人工控制的控制准确度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题