基于plc的液位控制系統(tǒng)課程設計

1、<p>　　《過程控制工程設計課程設計》報告書寫說明書</p><p>　　基于PLC的PID液位控制系統(tǒng)</p><p><b>　　組員姓名： </b></p><p><b>　　組員學號： </b></p><p>　　專業(yè)班級： </p>&l

2、t;p>　　分 院： </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次課程設計的課題是基于PLC的PID液位控制系統(tǒng)的設計。</p><p>　　本文的主要內容包括：PLC的產生和定義、過程控制的發(fā)展、水箱的特性確定與實驗曲線分析, 西門子SIEMENS S7-300PLC的硬件掌握，PID參數的

3、整定及各個參數的控制性能的比較，應用PID控制算法所得到的實驗曲線分析，整個系統(tǒng)各個部分的介紹和講解PLC的過程控制指令PID指令來控制水箱水位。</p><p>　　經過比較，發(fā)現西門子的PLC結構簡單，使用靈活且易于維護。它采用模塊化設計，本系統(tǒng)主要包括CPU模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和電源模塊。，我們選擇西門子。</p><p>　　本份報告主要針對系統(tǒng)控制方案的設計和硬件

4、選型，其余部分由其他組員負責。附錄軟件程序。</p><p>　　除去附錄目錄等共13頁。</p><p>　　關鍵詞：西門子SIEMENS S7-300PLC，控制對象特性，PID控制算法，硬件選型。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要</b><

5、/p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 PLC的定義</p><p>　　1.2本文研究的主要目的</p><p>　　1.3本文研究的主要內容</p><p>　　2 西門子SIEMENS S7-300 PLC和控制對象介紹</p><p>　

6、　2.1西門子SIEMENS S7-300介紹</p><p>　　2.1.1 CPU模塊</p><p>　　2.1.2 I/O模塊</p><p><b>　　2.1.3電源模塊</b></p><p><b>　　2.2控制對象介紹</b></p><p>　　2.2一

7、階單容上水箱對象特性</p><p>　　2.3二階雙容下水箱對象特性</p><p><b>　　3 串級控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　　3.1串級控制</b></p><p>　　3.1.1串級控制系統(tǒng)的結構</p><p>　　3.1.2串級控制系統(tǒng)的特點

8、</p><p>　　3.1.3主、副調節(jié)器正反作用方式的確定</p><p><b>　　3.2PID參數</b></p><p>　　3.2.1擴充臨界比例度法</p><p><b>　　4控制方案設計</b></p><p><b>　　4.1系統(tǒng)設計<

9、;/b></p><p>　　4.1.1上水箱液位的自動調節(jié)</p><p>　　4.1.2上水箱下水箱液位串級控制系統(tǒng)</p><p><b>　　4.2硬件設計</b></p><p><b>　　4.2.1檢測元件</b></p><p><b>　　4

10、.2.2控制元件</b></p><p><b>　　4.2.3控制單元</b></p><p><b>　　4.2.4軟件連接</b></p><p><b>　　4.3軟件涉及</b></p><p><b>　　附錄 軟件程序</b>&

11、lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1PLC的定義</b></p><p>　　國際工委員會（IEC）曾于1982年11月頒布了可編程控制器標準草案第一稿，1985年1月又發(fā)表了第二稿，198

12、7年2月頒布了第三稿。該草案中對可編程控制器的定義是“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術計算等面向用戶的指令，并通過數字量和模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。</p><p>　　1.2本文研究的

13、主要目的</p><p>　　為了解決人工控制的控制準度低、控制速度慢、靈敏度低等一系列問題。從而我們現在就引入了工業(yè)生產的自動化控制。在自動化控制的工業(yè)生產過程中，一個很重要的控制參數就是液位。一個系統(tǒng)的液位是否穩(wěn)定，直接影響到了工業(yè)生產的安全與否、生產效率的高低、能源是否能夠得到合理的利用等一系列重要的問題。隨著現在工業(yè)控制的要求越來越高，一般的自動化控制已經也不能夠滿足工業(yè)生產控制的需求，所以我們就又引入了

14、可編程邏輯控制（又稱PLC）。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及時。</p><p>　　液位控制系統(tǒng)它使我們的生活、生產都帶來了不可想象的變化。它使在控制中更加的安全，節(jié)約了更多的勞動力，更多的時間。</p><p>　　在我國隨著社會的發(fā)展，很早就實行了自動控制。而在我國液位控制系統(tǒng)也利用得相當的廣泛，特別在鍋爐液位控制，水箱液位控制。還在黃河治水中也的到了利用，通過液位控

15、制系統(tǒng)檢測黃河的水位的高低，以免由于黃河水位的過高而在不了解的情況下，給我們人民帶來生命危險和財產損失。</p><p>　　1.3本文研究的主要內容</p><p>　　一、一階單容上水箱特性。</p><p>　　二、二階雙容水箱對象特性。</p><p>　　三、PID串級控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　2西

16、門子SIEMENS S7-300介紹</p><p>　　2.1西門子SIEMENS S7-300介紹</p><p><b>　　簡 介： </b></p><p>　　模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用 </p><p>　　大范圍的各種功能模塊可以非常好地滿足和適應自動控制任務 </p>

17、<p>　　由于簡單實用的分散式結構和多界面網絡能力，使得應用十分靈活 </p><p>　　方便用戶和簡易的無風扇設計 </p><p>　　當控制任務增加時，可自由擴展 </p><p>　　由于大范圍的集成功能使得它功能非常強勁</p><p>　　S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應用。</

18、p><p><b>　　結構示意圖</b></p><p><b>　　PLC的原理圖</b></p><p>　　2.1.1CPU模塊 </p><p>　　CPU是PLC的核心組成部分，與通用微機的CPU一樣，它在PLC系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經中樞，故稱為“電腦”。其功能是：</p>

19、;<p>　　1、PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數據。</p><p>　　2、用掃描方式接受現場輸入裝置的狀態(tài)，并存入映像寄存器。</p><p>　　3、診斷電源、PLC內部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤。</p><p>　　在PLC進入運行狀態(tài)后，從存儲器中逐條讀去用戶程序，按指令規(guī)定的任務，產生相應的控制信

20、號，去起閉有關控制電路。</p><p>　　2.1.2I/O模塊</p><p>　　I/O模塊是CPU與現成I/O裝置或其他外部設備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平與驅動能力的I/O模塊和各種用途I/O元件供用戶選用。如輸入/輸出電平轉換、電氣隔離、串/并行轉換、數據傳送、誤碼校驗、A/D或D/A變換以及其他功能模塊等。I/O模塊將外部輸入信號變換成CPU能接受的信號，或將C

21、PU的輸出信號變換成需要的控制信號去驅動控制對象，以確保整個系統(tǒng)正常的工作。</p><p>　　其中輸入信號要通過光電隔離，通過濾波進入CPU控制板，CPU發(fā)出輸出信號至輸出端。輸出方式有三種：繼電器方式、晶體管方式和晶閘管方式。</p><p><b>　　2.1.3電源模塊</b></p><p>　　根據PLC的設計特點，它對電源并無特

22、殊需求，它可使用一般工業(yè)電源。</p><p>　　2.2一階單容上水箱對象特性</p><p>　　所謂單容過程，是指只有一個貯蓄容量的過程。單容過程還可分為有自衡能力和無自衡能力兩類。</p><p><b>　　一、自衡過程的建摸</b></p><p>　　所謂自衡過程，是指過程在擾動作用下，其平衡狀態(tài)被破壞后，

23、不需要操作人員或儀表等干預，依靠起自身重新恢復平衡的過程。</p><p>　　液位過程，圖2.2所示為一個單容液位被控過程，其流入量，改變閥1的開度可以改變的大小。其流出量為，它取決于用戶的需要改變閥2開度可以改變。液位h的變化反映了與不等而引起貯罐中蓄水或泄水的過程.若作為被控過程的輸入變量,h為其輸出變量,則該被控過程的數學模型就是h與之間的數學表達式。</p><p>　　圖2.2

24、液位被控過程及其階躍響應</p><p>　　根據動態(tài)物料平衡關系有</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　將公式（2-1）表示成增量式為</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中： 、、——分別表示為偏離某一平衡

25、狀態(tài)、、的增量；A—貯蓄截面積。</p><p>　　在靜態(tài)時，，；當發(fā)生變化時，液位h隨之變化，貯蓄出口處的靜壓隨之變化，也發(fā)生變化。由流體力學可知，流體在紊流情況下，液位h與流量之間為非線形關系。但為了簡化起見，經線形變化，則可近似認為與h成正比關系，而與閥2的阻力成反比，即</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>

26、　　式中：——閥2的阻力，稱為液阻。</p><p>　　為了求單容過程的數學模型，需消去中間變量。消去中間變量的方法很多，如可用代數代換法，可用信號流圖法，也可用畫方框圖的方法。這里，介紹后一種方法。</p><p>　　將式（2-2）、式（2-3）拉氏變換后,畫出圖2.3方框圖。</p><p><b>　　圖2.3方框圖</b></

27、p><p>　　單容液位過程的傳遞函數為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中：——過程的時間常數，；</p><p>　　——過程的放大系數，；</p><p>　　C—過程的容量系數，或稱過程容量。</p><p>　　被控過程都具有一定

28、貯存物料或能量的能力，其貯存能力的大小，稱為容量或容量系數。其物理意義是：引起單位被控量變化時被控過程貯存兩變化的大小。</p><p>　　從上述分析可知，液阻不但影響過程的時間常數，而且還影響過程的放大系數，而容量系數C僅影響過程的時間常數。</p><p>　　在工業(yè)生產過程中，過程的純時延問題是經常碰到的。如皮帶運輸機的物料傳輸過程，管道輸送、管道反應和管道的混合過程等。下面以圖2

29、.4為例討論純時延過程的建模。</p><p>　　圖2.4純時延單容過程及其響應曲線</p><p>　　圖2.4所示，流量通過長度為l的管道流入貯罐。當進水閥開度產生擾動后，需要流經管道長度為l的傳輸時間后才流入貯罐，才使液位h發(fā)生變化。具有純時延單容過程的階躍響應曲線如圖2.4曲線2所示，它與無時延單容過程的階躍響應曲線在形狀上完全相同，僅差一純時延。</p><

30、p>　　具有純時延單容過程的微分方程和傳遞函數為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中：——過程的時間常數，；</p><p>　　——過程的放大系數，；</p><p>　　——過程的純時延時間。</p><p>　　二階雙容下水箱對象特性</p&

31、gt;<p>　　在工業(yè)生產過程中，被控過程往往是由多個容積和阻力構成，這種過程稱為多容過程。</p><p>　　現在，以具有自衡能力的雙容過程為例，來討論其建立數學模型的方法。</p><p>　　圖2.6（a）所示為兩只水箱串聯工作的雙容過程。其被控量是第二只水箱的液位，輸入量為與上述分析方法相同，根據物料平衡關系可以列出下列方程</p><p>

32、;<b>　?。?-9）</b></p><p>　　為了消去雙容過程的中間變量、、，將上述方程組進行拉氏變換，并畫出方框圖如2.7所示。</p><p>　　雙容過程的數學模型為 （2-10）</p><p>　　式中：——第一只水箱的時間常數，；</p><p>　　——第二只水箱的時間常數，；</

33、p><p>　　——過程的放大系數，；</p><p>　　——分別是兩只水箱的容量</p><p>　　3串級控制系統(tǒng)及PID參數</p><p><b>　　3.1串級控制</b></p><p>　　隨著現代工業(yè)生產的迅速發(fā)展，對于某些比較復雜的過程或者生產工藝、經濟效益、安全運行、環(huán)境保護等要

34、求更高的場合，單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足其需求。為了提高控制品質，在單回路控制方案的基礎上，開發(fā)出了串級控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.1.1串級控制系統(tǒng)的結構</p><p>　　串級控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個調節(jié)器，前一個調節(jié)器的輸出作為后一個調節(jié)器的設定，后一個調節(jié)器的輸出送往調節(jié)閥。結構圖如圖3.1所示。</p><p>　　前一個調節(jié)器稱為主調節(jié)

35、器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數），即工藝控制指標；后一個調節(jié)器稱為副調節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被控參數），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。</p><p>　　整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測變送、副調節(jié)器、調節(jié)閥和副過程構成；主回路由主變量檢測變送、主調節(jié)器、副調節(jié)器、調節(jié)閥、副過程和主過程構成。</p><p>　　一次擾動：作

36、用在主被控過程上的，而不包括在副回路范圍內的擾動。二次擾動：作用在副被控過程上的，即包括在副回路范圍內的擾動。</p><p>　　3.1.2串級控制系統(tǒng)的特點</p><p>　　在串級控制系統(tǒng)中，由于引入了一個副回路，不僅能及早克服進入副回路的擾動，而且又能改善過程特性。副調節(jié)器具有“粗調”的作用，主調節(jié)器具有“細調”的作用，從而使其控制品質得到進一步提高。其特點有以下幾點：</

37、p><p>　　一、改善了過程的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)控制質量。</p><p>　　二、能迅速克服進入副回路的二次擾動。</p><p>　　三、提高了系統(tǒng)的工作頻率。</p><p>　　四、對負荷變化的適應性較強。</p><p>　　3.1.3主、副調節(jié)器正反作用方式的確定 </p><p>

38、　　一個過程控制系統(tǒng)正常工作必須保證采用的反饋是負反饋，及其主通道各環(huán)節(jié)放大系數極性乘積必須為正值。串級控制系統(tǒng)有兩個回路，主、副調節(jié)器作用方式的確定原則是要保證兩個回路均為負反饋。確定過程是首先判定為保證內環(huán)是負反饋副調節(jié)器應選用那種作用方式，然后再確定主調節(jié)器的作用方式。各環(huán)節(jié)放大系數極性的正負是這樣規(guī)定的：對于調節(jié)器 ，當測量值增加，調節(jié)器的輸出也增加，則為負值（即正作用調節(jié)器）；反之，為正（即反作用調節(jié)器）。調節(jié)閥為氣開。則為正

39、，氣關為負。過程放大系數極性是：當過程的輸入增大時，即調節(jié)閥開大，其輸出也增大，則為正，反之，為負。</p><p>　　在圖3.1的串級控制系統(tǒng)框圖中可以看到，由于副回路可以簡化成一個正作用方式環(huán)節(jié)，主對象作用方式為正，主測量變送環(huán)節(jié)為正。根據單回路控制系統(tǒng)設計中介紹的閉合系統(tǒng)必須為負反饋控制系統(tǒng)設計原則，即閉環(huán)各環(huán)節(jié)比例度乘積必須為正，故主調節(jié)器均選用反作用調節(jié)器，副調節(jié)器均選用反作用調節(jié)器。</p&g

40、t;<p><b>　　3.2 PID參數</b></p><p>　　3.2.1擴充臨界比例度法</p><p>　　實驗經驗法調整PID參數的方法中較常用的是擴充臨界比例度法,其最大的優(yōu)點是，參數的整定不依賴受控對象的數學模型，直接在現場整定、簡單易行。</p><p>　　擴充比例度法適用于有自平衡特性的受控對象，是對連續(xù)-

41、時間PID控制器參數整定的臨界比例度法的擴充。</p><p>　　擴充比例度法整定數字PID控制器參數的步驟是：</p><p>　?。?）預選擇一個足夠短的采樣周期。一般說應小于受控對象純延遲時間的十分之一。</p><p>　　表3.1臨界振蕩整定計算公式</p><p>　?。?）用選定的使系統(tǒng)工作。這時去掉積分作用和微分作用，將控制

42、選擇為純比例控制器，構成閉環(huán)運行。逐漸減小比例度，即減小，直至系統(tǒng)對輸入的階躍信號的響應出現臨界振蕩（穩(wěn)定邊緣），將這時的比例放大系數記為,臨界振蕩周期記為。</p><p>　?。?） 根據表3.1臨界振蕩整定計算公式代入  、的值，計算出調節(jié)器各個參數、、的值。</p><p>　?。?）根據上述計算結果設置調節(jié)器的參數值。觀察系統(tǒng)的響應過程，若記錄曲線不

43、符合要求時，再適當調整整定參數值。</p><p>　　PID控制算法關鍵的參數Kc（Gain，增益），Ti（積分時間常數），Td（微分時間常數），Ts（采樣時間）,在S7-200中PID功能是通過PID指令功能塊實現。通過定時（按照采樣時間）執(zhí)行PID功能塊，按照PID運算規(guī)律，根據當時的給定、反饋、比例－積分－微分數據，計算出控制量。也就說這些參數是通過PLC的功能塊實現的.</p><p

44、>　　PID控制器調節(jié)輸出，保證偏差(e)為零，使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。偏差(e)是設定值(SP)和過程變量(PV)的差。</p><p>　　輸出=比例項+積分項+微分項</p><p>　　為了能讓數字計算機處理這個控制算式，連續(xù)算式必須離散化為周期采樣偏差算式，才能用來計算輸出值。數字計算機處理的算式如下：</p><p>　　輸出= 比例項  +

45、 積分項 + 微分項</p><p>　　輸出=比例項+積分項+微分項。</p><p><b>　　4 控制方案設計</b></p><p><b>　　4.1系統(tǒng)設計  </b></p><p>　　4.1.1上水箱液位的自動調節(jié)</p><p>　　

46、在這個部分中控制的是上水箱的液位。系統(tǒng)原理圖如圖4.1所示。單相泵正常運行，打開閥1和閥2，打開上水箱的出水閥，電動調節(jié)閥以一定的開度來控制進入水箱的水流量，調節(jié)手段是通過將壓力變送器檢測到的電信號送入PLC中，經過A/D變換成數字信號，送入數字PID調節(jié)器中，經PID算法后將控制量經過D/A轉換成與電動調節(jié)閥開度相對應的電信號送入電動調節(jié)閥中控制通道中的水流量。 </p><p>　　當上水箱的液位小于設定值時

47、，壓力變送器檢測到的信號小于設定值，設定值與反饋值的差就是PID調節(jié)器的輸入偏差信號。經過運算后即輸出控制信號給電動調節(jié)閥，使其開度增大，以使通道里的水流量變大，增加水箱里的儲水量，液位升高。當液位升高到設定高度時，設定值與控制變量平衡，PID調節(jié)器的輸入偏差信號為零，電動調節(jié)閥就維持在那個開度，流量也不變，同時水箱的液位也維持不變。</p><p>　　系統(tǒng)的控制框圖如圖4.2所示。其中SP為給定信號，由用戶通

48、過計算機設定，PV為控制變量，它們的差是PID調節(jié)器的輸入偏差信號，經過PLC的PID程序運算后輸出，調節(jié)器的輸出信號經過PLC的D/A轉換成4-20mA的模擬電信號后輸出到電動調節(jié)閥中調節(jié)調節(jié)閥的開度，以控制水的流量，使水箱的液位保持設定值。水箱的液位經過壓力變送器檢測轉換成相關的電信號輸入到PLC的輸入接口，再經過A/D轉換成控制量PV，給定值SP與控制量PV經過PLC的CPU的減法運算成了偏差信號e ,又輸入到PID調節(jié)器中，又開

49、始了新的調節(jié)。所以系統(tǒng)能實時地調節(jié)水箱的液位。</p><p>　　4.1.2上水箱下水箱液位串級控制系統(tǒng)</p><p>　　上水箱下水箱液位控制系統(tǒng)由于控制過程特性呈現大滯后，外界環(huán)境的擾動較大，要保持上水箱下水箱液位最后都保持設定值，用簡單的單閉環(huán)反饋控制不能實現很好的控制效果，所以采用串級閉環(huán)反饋系統(tǒng)。</p><p>　　上水箱下水箱液位控制系統(tǒng)圖如圖4.

50、2所示，該系統(tǒng)中，上水箱液位作為副調節(jié)器調節(jié)對象，下水箱液位作為主調節(jié)器調節(jié)對象。這里的擾動主要是水箱的出水閥的擾動，有時是認為的因素，有時是機械的因素，擾動總是不可避免的。主回路和副回路結合有效地抑制環(huán)境的擾動。</p><p>　　在這里，執(zhí)行機構仍然是電動調節(jié)閥，依舊由PLC經過PID算法后控制它的開度以控制水管里的水流量，控制兩個水箱的水位。它有兩個PID回路，分別是PID1和PID2。PID1為外環(huán)，控

51、制下水箱的液位，它的輸出值作為PID2的設定值，PID2控制上水箱的液位。</p><p><b>　　4.2硬件設計</b></p><p><b>　　4.2.1檢測單元</b></p><p>　　在過程控制系統(tǒng)中，檢測環(huán)節(jié)是比較重要的一個環(huán)節(jié)。液位是指密封容器或開口容器中液位的高低，通過液位測量可知道容器中的原料、

52、半成品或成品的數量，以便調節(jié)流入流出容器的物料，使之達到物料的平衡，從而保證生產過程順利進行。設計中涉及到液位的檢測和變送，以便系統(tǒng)根據檢測到的數據來調節(jié)通道中的水流量，控制水箱的液位。</p><p>　　液位變送器分為浮力式、靜壓力式、電容式、應變式、超聲波式、激光式、放射性式等。系統(tǒng)中用到的液位變送器是SP3051SP型高精度負壓力變送器。</p><p>　　過壓極限：施加0~14

53、MPa（絕壓）壓力到變送器任意一側，變送器不損壞，法蘭可承受60MPa壓力，正常工作大于3.45kPa（絕對壓力），精度等級：0.075%，量程比：100:1。</p><p>　　SP3051SP型高精度負壓力變送器 壓力傳感器</p><p><b>　　4.2.2執(zhí)行單元</b>&l

54、t;/p><p>　　執(zhí)行單元是構成自動控制系統(tǒng)不可缺少的重要組成環(huán)節(jié)，它接受來自調節(jié)單元的輸出信號，并轉換成直角位移或轉角位移，以改變調節(jié)閥的流通面積，從而控制流入或流出被控過程的物料或能量實現過程參數的自動控制。</p><p>　　執(zhí)行器的工作原理，由執(zhí)行機構和調節(jié)機構（調節(jié)閥）兩部分組成。執(zhí)行機構首先將來自調節(jié)器的信號轉變成推力或位移，對調節(jié)機構（調節(jié)閥）根據執(zhí)行機構的推力或位移，改變

55、調節(jié)閥的閥芯或閥座間的流通面積，以達到最終調節(jié)被控介質的目的。來自調節(jié)器的信號經信號轉換單元轉換信號制式后，與來自執(zhí)行機構的位置反饋信號比較，其信號差值輸入到執(zhí)行機構，以確定執(zhí)行機構作用的方向和大小，其輸出的力或位移控制調節(jié)閥的動作，改變調節(jié)閥的流通面積，從而改變被控介質的流量。當位置反饋信號與輸入信號相等時，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，調節(jié)閥處于某一開度。</p><p>　　系統(tǒng)中用到的QS智能型調節(jié)閥</p&g

56、t;<p>　　所用到的執(zhí)行機構為電動執(zhí)行機構，輸出為角行程，控制軸轉動。電動執(zhí)行機構的組成框圖。</p><p>　　來自PLC的模擬量輸出DC4-20mA信號Ii與位置反饋信號If進行比較，其差值經放大后，控制伺服電動機正轉或反轉，再經減速器后，改變調節(jié)器的開度，同時輸出軸的位移，經位置發(fā)生器轉換成電流信號If。當Ii=If時，電動機停止轉動，調節(jié)閥處于某一開度，即Q=KIi，式中Q為輸出軸的轉

57、角，K為比例常數。電動調節(jié)閥還提供手動操作，它的上部有個手柄，和軸連在一起，在系統(tǒng)掉電時可進行手動控制，保證系統(tǒng)的調節(jié)作用。</p><p><b>　　4.2.3控制單元</b></p><p>　　控制單元是整個系統(tǒng)的心臟。在系統(tǒng)中，PLC是控制的中心元件，它的選擇是控制單元設計的重要部分。</p><p>　　系統(tǒng)應用的是西門子S7-30

58、0的PLC，其結構簡單，使用靈活且易于維護。它采用模塊化設計，本系統(tǒng)主要包括CPU模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和電源模塊。</p><p>　　4.2.4元件連線圖 （注：只是用組態(tài)軟件顯示下過程 控制不涉及組態(tài)軟件）</p><p><b>　　4.3軟件設計 </b></p><p>　　現在以上水箱的液位控制系統(tǒng)為例，畫出其控

59、制流程圖</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　單容水箱PID液位制系統(tǒng)設計程序</p><p><b>　　6結論</b></p><p>　　通過本次畢業(yè)論文的創(chuàng)作，我知道了液位控制系統(tǒng)在生活中的重要性?；赑LC的PID液位控制系統(tǒng)能讓我們在生活中遇到比較危險的場合中變

60、得安全化、智能化。對于前人以前的所做的液位控制系統(tǒng)本系統(tǒng)更加的人性化，可以隨時修改液位的設定值。但本論文有許多不足之處，在PLC的編程方面做得不夠理想，希望大家指正。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王庭有等編著，《可編程控制器原理及應用》，國防工業(yè)出版社，北京，2008</p><p>　　[2]李國勇