基于S7-300的PID液位控制系统.doc

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1、基于S7-300的PID液位控制系统[本文由1dave1贡献]一、控制要求有一水箱可向外部用户供水，用户用水量不稳定，有时大有时少。水箱进水可由水泵泵入，现需对水箱中水位进行恒液位控制，并可在0～200mm（最大值数据可根据水箱高度确定）范围内进行调节。如设定水箱水位值为100mm时，则不管水箱的出水量如何，调节进水量，都要求水箱水位能保持在100mm位置，如出水量少，则要控制进水量也少，如出水量大，则要控制进水量也大。二、控制思路因为液位高度与水箱底部的水压成正比，故可用一个压力传感器来检测水箱底部压力，从而确定液位高度。要控制

2、水位恒定，需用PID算法对水位进行自动调节。把压力传感器检测到的水位信号4～20mA送入至S7-300PLC中，在PLC中对设定值与检测值的偏差进行PID运算，运算结果输出去调节水泵电机的转速，从而调节进水量。水泵电机的转速可由变频器来进行调速。三、硬件选型1、PLC及其模块选型。PLC可选用S7-300(CPU314IFM)，314IFM自身带有4路模拟量输入和2路模拟量输出。2、变频器选型。为了能调节水泵电机转速从而调节进水量，特选择西门子G110的变频器。四、电路连接1、主电路接线图2、PLC输入输出信号接线图五、程序用到的

3、FC与FB1、FC105SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。将结果写入OUT。FC105的数值换算公式为：OUT=((FLOAT)IN-K1)/(K2-K1)*(HI_LIM-LO_LIM)+LO_LIM对双极性，输入值范围为-27648到27648，对应K1=-27648，K2=+27648，对单极性，输入值范围为0到27648，对应K1=0，K2=+27648,如果输入整型值大于K2，输出(OUT)将钳位于HI_LIM，并返回一个错误。如果

4、输入整型值小于K1，输出将钳位于LO_LIM，并返回一个错误。通过设置LO_LIM>HI_LIM可获得反向标定。使用反向转换时，输出值将随输入值的增加而减小。2、FC106UNSCALE功能接收一个以工程单位表示、且标定于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型输入值(IN)，并将其转换为一个整型值。将结果写入OUT。UNSCALE功能使用以下等式：OUT=[((IN-O_LIM)/(HI_LIM-O_LIM))*(K2-1)]+K1，并根据输入值是BIPOLAR还是UNIPOLAR设置常数K1和K2。BIPOLAR：假

5、定输出整型值介于7648和27648之间，因此，K1=-7648.0，K2=+27648.0UNIPOLAR：假定输出整型值介于0和27648之间，因此，K1=0.0，K2=+27648.0如果输入值超出LO_LIM和HI_LIM范围，输出(OUT)将钳位于距其类型(BIPOLAR或UNIPOLAR)的指定范围的下限或上限较近的一方，并返回一个错误。3、FB41六、PLC编程1、I/O分配