011809102961-高堂镇-基于plc液位控制系统设计1.docVIP

高等教育自学考试本科毕业论文开题报告 论文题目： 基于PLC的液位控制系统设计 考生姓名： 高堂镇 准考证号： 011809102961 专业层次： 本科 院 （系）：机械与动力工程学院 指导教师： 陈洪 职 称： 讲师 重庆科技学院 二0一一年九月二十三日  本课题的目的及意义，国内外研究现状分析 目的：为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题。从而我们现在就引入了工业生产的自动化控制。在自动化控制的工业生产过程中，一个很重要的控制参数就是液位。一个系统的液位是否稳定，直接影响到了工业生产的安全与否、生产效率的高低、能源是否能够得到合理的利用等一系列重要的问题。随着现在工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经也不能够满足工业生产控制的需求，所以我们就又引入了可编程逻辑控制（又称PLC）。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及时。 液位控制系统它使我们的生活、生产都带来了不可想象的变化。它使在控制中更加的安全，节约了更多的劳动力，更多的时间。 意义：在我国随着社会的发展，很早就实行了自动控制。而在我国液位控制系统也利用得相当的广泛，特别在锅炉液位控制，水箱液位控制。还在黄河治水中也的到了利用，通过液位控制系统检测黄河的水位的高低，以免由于黄河水位的过高而在不了解的情况下，给我们人民带来生命危险和财产损失 国内外研究现状分析：20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 本课题的任务、重点内容、实现途径 任务：，主要的是数学模型的建立和控制算法的设计，因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。阀门开度与被调参数的偏差成比例的调节规律。还有对串级控制系统的设计。PLC方面的知识较少。 内容： 一、一个系统是否能达到预期的控制效果，其系统的数学模型相当的重要，直接关系到控制结果的正确与否。 二、在液位控制系统中，调节阀是否与所控制的液体发生化学反应等，直接的影响到控制结果。 三、控制方案的选取，一个好的方案会让系统更加完美，所以方案的选取也非常重要 四、调节器参数的整定，一个系统有了好的方案，但是如果参数整定错误那也是功亏一篑。 实现途径： 将任务进行分解细化为系统原理和流程两大部分，按模块研究设计并总成，达到设计要求。功能实现途径如图所示 图1 系统原理图 图2上水箱流程图 预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 预计可能会遇到以下一些困难： 1、硬件系统与软件系统的设计。 2、非失真压缩算法的具体算法。