毕业论文外文翻译--双容水箱比例控制系统设计.docVIP

毕业设计（论文）英文翻译 第 PAGE \* MERGEFORMAT 8页 双容水箱比例控制系统设计 概述：这个系统是模拟工业生产过程中对上小水箱液位进行测量与控制，观察其变化特性，研究过程控制规律的模拟试验系统。系统结构主要由：西门子S7-200、现场的感器、 PLC、上位机以及安装在上位机中的MCGS组态软件构成的，用以实现对上小水箱液位的简单控制。 关键词：西门子S7-200PLC控制系统、组态王软件、液位PID控制。 一、前言 世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。 二、正文 2.1 比例控制系统 本发明涉及将温度保持在目标温度等情况中所使用的比例控制装置。其特征是在比例控制动作达到平衡时，存贮这时的操作量，然后检测其后的残余偏差把与残余偏差成比例的值加到上述存贮的操作量上，以这个相加后的操作量作为新的操作量输入到控制对象。本发明可将残余偏差实际上消除为零。用计算机进行PID控制时，不需要大容量的存贮器，控制程序也简单，不会产生演算误差。 可编程控制器 可编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。 　1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： 　“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 2.3 西门子S7-200系列PLC系统 2.3.1 西门子S7-200系列PLC系统的简介 （1） 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。 S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。 （2）工业通讯网络 通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间完全兼容。 （3）人机界面（HMI）硬件 HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200（可显示中文），OP3，OP7，OP17等；图形/文本操作面板OP27，OP37等，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件（如ProTool）组态才能配合PLC使用。 2.3.2 西门子S7-200系列PLC系统的基本构成 S7-200系列PLC的硬件系统配置灵活，既可用单独的CPU模块构成简单的开关量控制系统，也可通过I/O扩展或通信或联网功能构成中等规模的控制系统。 图2-1 S7-200系列PLC系统的基本构成 PID算法介绍 2.4.1 PID控制简介 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 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PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现