基于S7300的双容水箱液位控制系统报告.docxVIP

江西理工大学电气工程与自动化学院 江西理工大学电气工程与自动化学院 PAGE 1 PAGE 1 基于 基于 S7-300 双容水箱液位控制系统 电气工程与自动化学院 电气工程与自动化学院 数控技术课程实践 题 目：水箱液位控制系统专业班级：xxx 学生姓名：xx 指导老师：xxx 日 期：xxx 课程设计报告 基于 基于 S7-300 双容水箱液位控制系统 摘 要 水箱作为工业控制当中经典控制对象，它所涉及的行业范围广，应用多，控制要求高， 是当前工控行业比较常见的课题。这之中它所包含的控制目标多种，有流量，液位，压力等控制目标。 总的来说，这三个控制目标虽然各有不同，但是所使用的控制算法，实现方式不尽相同， 是以这三种控制目标其实是可以当做一种情况而言的。至于算法方面，PID 作为经典应用算法，它所能实现的控制完全能够实现该场合。 通过给定控制目标，PLC 经由AD 采集模块获取当前的数据，将当前数据转化为可视的物理单位（流量，液位，压力）再根据 PID 控制算法确定给定量，通过 DA 输出到执行器中， 实现一个闭环控制。在这过程当中，为了使得操作人员更方便更直观的知道当前的控制目标 的动态情况，采用组态软件进行电脑监控，同时使用液晶屏控制终端，实现方便快捷的控制。通过组态界面，操作人员能很清楚的知道当前控制目标的各项动态情况，实现各种控制要求。 关键词：流量液位计；PLC ；人机界面；控制系统; 流量液位调节; PID 控制 WINCC；杰控；双容水箱。 课程设计报告 江西理工大学电气工程与自动化学院 江西理工大学电气工程与自动化学院 课程设计报告3 课程设计报告 3 基于 基于 S7-300 双容水箱液位控制系统 目 录 第 1 章 引言 1 设计任务 1 设计过程 1 设计主要内容 1 硬件模块设计 1 组态软件选择考量 1 基于 STEP-7 的程序设计 2 综合设计 2 第 2 章 硬件选型 3 硬件选型 3 选型步骤 3 选型的结果 4 选型的技术参数 4 第 3 章 硬件结构设计 5 整体结构设计 5 硬件连接图 5 系统 I/O 分配表 6 硬件组态和变频参数设置 6 硬件组态设置 6 变频器参数设置 7 第 4 章 软件设计 9 软件整体构架 9 组态软件设计 9 STEP-7 控制程序设计 15 单环控制程序 16 双环控制程序 18 第 5 章 整体调试 24 组态调试 24 软件调试 24 参数整定 24 第 6 章 总结 26 最终存在的问题以及解决方案考量： 26 项目的实现心得 26 参考文献 29 江西理工大学电气工程与自动化学院 江西理工大学电气工程与自动化学院 课程设计报告 PAGE 1 课程设计报告 PAGE 1 基于 基于 S7-300 双容水箱液位控制系统 第1章 引言 设计任务 本次课程设计是以西门子 S7-300 PLC 作为控制器，实现双容水箱液位控制。为实现达到液位控制的目标，分为了几个子目标。 单容水箱液位控制系统（杰控组态）； 双容水箱液位控制系统（杰控组态）； 双容水箱液位控制系统（WINCC 组态加液晶屏）。 第三个任务其实就是最终任务，双容水箱的液位控制系统，之所以采用两种组态方式，个中原因后文会论述。 设计过程 本次设计的设计过程，其实就是上面三个任务的设计实现过程。具体到工作方面而言，分为以下。第一步，过程控制柜模块选取，所选取的液位传感器、电磁阀等硬件的连接和变频器的控制方式设置；第二步，基于杰控组态软件的上位机设计，我们需要根据资料学习的东西包括项目管理、设备通信、运行数据库、画面制作、画面显示、变量报警等，通过这些木块的学习进而组合形成一个我们需要的界面控制台；第三步，基于 STEP-7 的 S7-300PLC 程序的设计，使用 FB41 背景数据块和 FC105、FC106 模块实现整个环节的 A/D、D/A、PID 闭环控制系统的设计；第四步，所有部分的综合控制设计，将前期设计的所有模块进行所有的整合一体设计调试，最终实现我们的设计要求。第四步，加上WINCC 组态和液晶屏，实现在现有设备中的最大化最优化设计。 设计主要内容 硬件模块设计 所需的硬件配置，一个储水箱、一个装水箱、流量计一个、电动阀一个、变频器一个，水泵一个和若干开关水管等材料构成。 组态软件选择考量 为了能够更方便直观的检测控制系统的液位参数变化，需要对其进行实时动态监测，所以需要用到组态软件。 杰控组态软件：该软件作为国产的组态软件，应用范围虽然不像其他组态软件那么广，但是应用的重要场合也是值得称道的，并且该软件提供 30 个 I/O 点