河北建筑工程學院PID水位控制PLC课设.docVIP

河北建筑工程学院 课程设计报告书 课程名称： 可编程控制技术 学 院： 电气工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电控121班 学 号： 20144080110 学生姓名： 黎赛明 指导教师： 范永胜 职 称： 教授 2015年7月 3日  目录 摘要 1 一 引言 2 二 设计任务 3 三 设计方案 4 四 系统硬件设计 4 4.1 S7-200系列PLC 4 4.2 EM235模拟量模块 5 4.3 压力变送器 6 4.4变频器 7 五 系统软件设计 8 5.1 PID控制 8 5.2软件系统概况 10 5.3水位PID控制的逻辑设计 11 5.4梯形图编程 13 5.5梯形图程序运行说明 17 六 组态王的设计与应用 18 6.1组态王简介 18 6.2组态王特点 18 6.3组态王开发 18 6.3系统运行特点 23 七 心得体会 24 参考文献 25 摘要 可编程控制器是近年来发展迅速，应用广泛的工业控制装置，是一种专为工业应用而设计的数字电子控制系统。它采用了灵活，方便，快捷的可编程序控制形式和结构，通过数字量和模拟量的输入和输出过程中的信号转换，完成控制中的各类生产和生活过程。 基于PLC的PID水位控制系统已经广泛应用于人们的日常生活中，它成功的解决水箱对恒定水位的要求，在工业和生活供水方面有它独特的应用，具有成本低，精度高，稳定性好，易于操作和管理，劳动强度低等优点。 基于PLC的PID水位控制系统采用西门子S7-200系列中PLC-CPU226为基础，结合模拟量模块EM235液位传感器，输入控制液压阀，输出控制液压阀等，组成一个基于S7-200系列的PLC-CPU226的水箱水位控制系统，对水箱的水位进行检测与控制。 设计主要包括两个部分：硬件部分和软件部分。 硬件部分：CPU模拟量块液位传感器输入控制液压阀输出控制液压阀等。 软件部分：PID逻辑控制梯形图控制程序 在工业生产过程中，液位变量是最常见、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，它对控制调节器要求极高。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PI控制。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为液位控制的主要技术之一。可编程控制器(Programmable Logic Controller---PLC)是一种应用非常广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，能很好的进行液位的自动控制 。目前常用的可编程控制器中，西门子公司的S7-200PLC 以其编程软件STEP7的简洁易用和通信网络的功能强大得到业内人士的普遍认可。 近几十年来，控制系统已被广泛使用，在研究和发展上也已趋于完善。液位控制系统已是一般工业界所不可缺少的，凡蓄水槽、污水处理厂等都需要液位元的控制。使用液位控制系统来自动维持液位高度，工作人员可以轻易在操作室获知整个设备的储水状况，大大减低工作人员工作的危险性，同时提高了工作效率。除了传统的PID控制系统外，近年来随着PLC的发展，加入智能型控制的系统也得以应用。近年来液位控制系统取得了很大的进步，出现了许多新型的液位控制仪，如超声波液位计、雷达液位计、光电液位开关等，这些控制器的出现大大提高了控制系统的精度，实现了控制系统的多样性。国内液位控制器仍以常规的PID控制器为主，虽然液位控制系统在国内生产生活的应用十分广泛，但国内的液位控制器的发展水平仍然不高，同先进国家的差距仍然很大。我国相关控制器大量依靠国外的成熟技术。所以，发展先进的液位控制技术是我们必须重视的趋势。随着科学技术的不断发展，人们对液位控制系统的要求越来越高，特别是高 精度、人性化的液位控制系统是国内外液位控制系统发展的必然趋势。 有一水箱可向外部用户供水，用户用水量不稳定，有时多，有时少，水箱的水以变化的速度流出。现需要对水箱中水位进行恒水位控制，设置水箱水位值为150mm（水箱满水位75%），不管水箱出水量