基于组态软件的锅炉液位控制系统.pdfVIP

学兔兔 第5期(总第168期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．5 2011年 1O月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT【0N Oet． 文章编号：1672—6413(2011)10-0137—02 基于组态软件的锅炉液位控制系统 史岩鹏，齐向东 (太原科技大学电子信息工程学院，山西 太原 030024) 摘要：介绍了一种基于PLC和变频器的液位自动控制系统的构成和工作原理。系统采用变频器调节电机转 速，保持锅炉液位恒定。使用PLC实现系统的主要控制功能，使用组态软件进行硬件及其网络组态；编写 系统程序并使用SIEMENS公司的STEP7一Micro／WIN编程软件中的PID向导对控制系统进行调试，获得最优 的laiD整定参数，使系统较好地完成了预期的控制。 关键词：PID控制；PLC；组态软件；锅炉液位控制系统 中图分类号：TP273：TK223．7 文献标识码：A 0 引言 动控制。 计算机控制系统由设备层、控制层、监控层、管 系统可通过按钮10．0或上位机界面的启动按钮 理层4个层次构成。设备层将物理信号转换成数字信 启动，液位设定也可通过上位机的液位给定值设定， 号或标准的模拟信号；控制层对现场工艺过程实时监 液位的变化和实际值可通过锅炉动态画面和液位实际 测与控制；监控层通过对多个控制设备的集中管理， 值窗口观察。 完成对生产运行过程的监控；管理层对生产数据进行 2 系统控制策略 管理、统计和查询。 系统采用PID调节的闭环控制，能保证系统偏差 可编程逻辑控制器 (PLC)的数据运算处理和联 达到预定，使系统稳定运行。PID的控制规律为： 网通信功能使得其向过程控制发展。在过程控制领 (t)= (e(t)+ [‘e(f)dt+ )。 域，PID是主要的调节器，其原理简单、适用性和鲁 ‘， u 棒性强，最主要的特点是不需要精确的数学模型，解 其中：Kp为比例系数； 为积分时间常数； 为微分 决了工业生产过程中精确建模的困难。使用PLC及 时间常数；e(t)为设定值和实际输出值构成的偏差。 其提供的相应PID控制指令、相应的回路调节软件及 PID调节器各校正环节的作用如下： 组态软件能使控制系统小型化，形成基本的计算机自 (1)比例环节：反映控制系统的偏差信号，偏 动控制系统。本文将采用组态软件结合PLC实现对 差一旦产生，调节器立即产生控制作用，减小误差。 锅炉液位的监控。 (2)积分环节：消除系统静差，提高系统的稳 1 锅炉液位控制系统的组成及工作原理 定性，积分时间常数 越大积分作用越弱，反之则 锅炉液位控制系统采用PID控制，通过液位传感 越强。 器测得液位值并传送到PLC，经过PID运算输出相应 (3)微分环节：反映偏差的变化趋势，能在偏 的模拟控制信号控制变频器，从而调节电机的转速， 差变得太大之前有效地引入早期修正信号，减少系统 实现液位调节。 的调节时间。 首先，PLC上电初始化，PID运算初始化，液位 3 控制系统硬件配置