基于S7-200PLC的液位控制系统设计
- 格式:doc
- 大小:8.13 MB
- 文档页数:10
摘要本文主要介绍了 PLC在城市污水处理中的具体应用实例,系统设计了城市污水处理工艺流程和基于SIEMENS的S7—200 系列PLC的污水处理实施方案,以及城市污水处理厂电气控制系统的方法。
为了提高污水处理厂的运行管理水平, PLC也成为了该系统的重要组成单元之一,在该系统中各单元按一定拓扑结构互相连接构成污水处理厂的控制系统。
结合污水处理厂自动化控制系统的运行情况,PLC对污水厂的进出水质等参数进行监控,同时控制水区及泥区的设备工作,当系统出现故障的时候系统能够自行报警。
设计包含了污水处理厂的设备组成、自动化控制方式和PLC各工作站的功能、网络构成在污水处理中的应用,总结自动化控制系统对提高生产效率、减少现场操作人员、提高安全性发挥的良好效果。
关键词污水处理自动化控制系统PLC 软件设计AbstractThis paper designs the project of urban sewage disposal with PLC, which is SIEMENS S7—200 series and introduces the method of urban wastewater treatment. The paper also designs the method of supervises and control in the urban wastewater treatment plant. In order to improve the operation management level of the sewage treatment plant, PLC has become one of the important composition units that is this system too, every Entrance form the control system of the sewage treatment plant according to certain topological structure interconnection among system this. Combine the running situation of the benevolence of one and automatic control system of wastewater treatment plant, system will monitor the water quality of the in and out sewage and also control the water zone and mire zone. When the system has something wrong PLC will give an alarm. Recommend the equipment of the sewage treatment plant to make up, automatic control method and function, network of PLC every work station form application in sewage disposal, summarize the automatic control system to the good result raising production efficiency, reducing the on-the-spot attendant, improving security full play.Keywords Sewage treatment plant Automatic control system PLC Software design目录绪论 (1)第1章污水处理工艺流程 (2)1.1污水处理工艺的选用原则 (2)1.2对工艺流程的阐述 (2)1.3主要设备的组成及控制方式 (5)1.3.1主要设备 (5)1.3.2设备控制方式 (6)1.4粗格栅、细格栅、提升泵房的设备控制 (6)1.5沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房和鼓风机房的设备控制 (7)1.6脱水机房的控制 (7)1.7PLC控制系统 (8)1.7.1 PLC控制系统的基本构成及功能 (8)1.7.2 网络结构 (9)1.7.3 上位机组态功能 (9)1.8 系统构成及其布局 (10)第2章污水处理中的PLC (11)2.1概述 (11)2.1.1 设计范围 (11)2.1.2 PLC设计综述 (11)2.2PLC在污水处理中的运用 (12)2.2.1中央控制室 (12)2.2.2 控制网络系统 (13)2.2.3 分现场生产过程PLC控制系统 (14)2.2.4 厂级管理PLC系统 (16)2.3PLC设备及仪表选型 (17)2.3.1PLC选型原则 (17)2.3.2 PLC设备的选择 (18)2.3.3 SIMATIC S7-200简介 (18)2.3.4 仪表设备的选择 (18)2.4污水厂布局及其主要PLC设备分布 (21)2.5PLC具体配置情况 (23)2.6系统构成及其布局 (24)2.7监控系统的软件部分 (24)第3章 PLC设计 (26)3.1PLC构成的控制系统 (26)3.2控制软件 (31)3.3对污水处理系统控制程序的设计 (31)3.3.1污水处理厂的主要流程图 (31)3.3.2 原始工艺程序的设计 (32)3.4脱水机系统加药絮凝部分程序设计 (35)3.4.1 脱水机房工艺及主要工作流程 (35)3.4.2加药絮凝部分控制要求及其主电路 (38)3.4.3 PLC控制系统的梯形图及STL指令表 (39)3.5PLC设计小结 (48)第4章总结 (49)参考文献 (50)致谢 (51)绪论在我国,随着经济飞速发展,人民生活水平的提高,对生态环境的要求日益提高,要求越来越多的污水处理后达标排放。
课程设计(报告)设计(报告)题目:液体混合装置的PLC控制系统设计学生姓名:指导教师:高峰二级学院:专业:电气工程及其自动化班级:学号:目录摘要 01 绪论 (1)1.2.1可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点……………………‥11.2.2 本系统采用PLC是基于以下两个原因: (1)2 系统总体方案设计 (2)2.1 实验目的 (2)2.2 实验设备 (2)2.3 PLC的系统选型 (2)2.4 液体自动混合系统的控制要求 (3)3 液体混合装置的控制的软件设计 (4)3.1 液体混合程序流程图 (4)3.2 两种液体混合装置的输入/输出分配 (5)3.2.1控制系统的I/O点分配 (5)3.2.2 PLC的I/O接线图 (5)3.3液体混合装置的结构示意图 (5)3.4程序设计梯形图 (6)3.4.1程序图 (6)3.4.2过程叙述分析 (9)4系统调试及结果分析 (9)4.1系统调试 (9)4.2 结果分析........................................................................‥•10 5系统常见故障分析及维护 (10)5.1PLC的I\O端口系统故障分析及处理..........................................‥10 5.2PLC主机系统内部故障分析及处理 (10)6结论 (11)7参考文献 (11)液体混合装置的PLC控制系统设计摘要可编程控制器简称PLC,是近年来一种发展极为迅速。
应用极为广泛的工作控制装置。
它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统,它采用可编程的存储器,用来存储用户指令,通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。
由于PLC的性能优越,兼具计算机的功能完备,灵活性强,通用性好喝继电接触器控制简单易懂,维修方便等优点,形成以微电脑为核心的电子控制设备。
目录摘要 (III)前言 (1)第1章混料罐控制系统方案设计 (3)1.1 方案设计原则 (3)1.2 系统的总体设计要求 (3)1.3 总体结构设计方案 (4)1.4 控制对象分析 (4)第2章混料罐控制系统的硬件设计 (6)2.1 选择PLC (6)2.2 选择接触器 (7)2.2.1 用途 (8)2.2.2 工作条件 (8)2.2.3 结构特征 (8)2.3 选择搅拌电机 (9)2.3.1 功率选择 (9)2.3.2 种类和型式的选择 (10)2.3.3 电压和转速的选择 (10)2.4 小型三极断路器的选择 (10)2.5 液位传感器的选择 (11)2.6 选择电磁阀 (12)2.6.1 入罐液体的选用 (12)2.6.2 出罐液体的选用 (13)2.7 选择热继电器 (13)2.8 PLC I/O点分配 (14)2.8.2 PLC的I/O接线图 (15)2.9 主电路的设计 (16)第3章混料罐控制系统的程序设计 (18)3.1 分析控制要求 (18)3.4 梯形图执行原理分析 (21)3.4.1 混合液体装置控制系统主程序梯形图 (21)3.4.2 自动混料装置控制系统自动运行子程序梯形图 (23)3.4.3自动混料装置控制系统复位子程序梯形图 (26)第4章系统常见故障分析及维护 (27)4.1 系统常见故障分析及维护 (27)4.2 系统故障分析及处理 (28)4.2.1 PLC主机系统故障分析及处理 (28)4.2.2 PLC的I/O端口系统故障分析及处理 (28)4.2.3 现场控制设备故障分析及处理 (28)4.3 系统抗干扰性的分析和维护 (29)结论 (30)谢辞 (31)参考文献 (31)基于S7-200的液体混料罐控制系统设计摘要随着科技的发展,PLC的开发与应用把各国的工业推向自动化、智能化。
强大的抗干扰能力使它在工业方面取代了微型计算机,方便的软件编程使他代替了继电器的繁杂连线,灵活、方便,效率高。
基于PLC的自动灌溉控制系统设计摘要:本文以西门子S7-200 PLC为核心,对其进行了开发,并对其进行了详细的分析。
整个体系分为三个区域:区域A,区域B,区域C各分区进行灌溉。
这个系统在各个地区开始和停止灌水,并与实际的钟点相对比,从而在各个地区实现了自动灌水。
同时,该系统检测实际温度和湿度,以检测降雨情况作为控制的依据。
低温、无灌溉、高湿度、无灌溉和无雨。
该系统具有手动和自动两种运行方式,运行可靠,操作简单,能有效地进行灌溉。
经过全面考虑,在总体设计、硬件选择、主电路与控制电路、PLC输入输出接线图、控制程序流程图以及梯形图与指令表程序调试等方面进行了精心设计,从而实现了目的。
1.引言中国的水资源短缺,使得其利用效率非常低,导致了大量的浪费。
常规灌水装备单一。
由于灌溉技术的复杂性和耗时的工作量,我国的社会经济发展受到了严重的影响。
因此,为了更好地利用水资源,必须加强对自动灌溉系统的研究,以实现可持续发展。
实施自动化灌溉技术可以有效地缓解水资源短缺问题,并且可以节省人力。
2.总体方案设计通常,可以使用三种不同的控制技术:单片机、继电器-接触器和PLC。
单片机方式稳定性差,易受到干扰,编程维护都比较难。
采用继电器作为接触器,以实现安全操作;由于整体的设计和安装复杂度极高,以至于很难实现。
PLC是一种先进的、高精度的自动化控制技术,它拥有出色的耐震、耐磨、耐用、操纵简单、使用寿命长等特点,使得它成为一种非常适合用于农业灌溉的先进的智能控制方式,相对于传统的机械触点,plc的操纵更加灵活、精准,并且抵御振荡、环境变化等多种挑战,大大增强了系统的可靠性。
3.硬件选型3.1 PLC的选型经测试,西门子S7—200系列PL采用了15个数字信号源,9个数字信号源,能较好地适应较小规模的自动控制要求。
S7-200小型PLC具有24路数字量输入和16路数字量输出,其功能可以充分地满足日常使用的需要。
因此,我们最终选择了CPU226作为配置。
一、水塔水位1、系统描述及控制要求1.1 国内外发展现状调查1.1.1 PLC及西门子S7-200系列PLC介绍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逻辑控制器,使可编程逻辑控制器增加了运算、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。
此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
个人计算机发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
20世纪70年代中末期,可编程逻辑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,可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。
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。
20世纪80年代至90年代中期,是可编程逻辑控制器发展最快的时期,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,可编程逻辑控制器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,可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。
这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。
西门子S7-200 是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
西门子S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
设计题目:基于PLC的水塔水位控制系统院系:电气工程系专业:电子信息工程年级:2012 级姓名:飞指导教师:西南交通大学峨眉校区年月日课程设计任务书专业电子信息工程姓名飞学号20128092开题日期:年月日完成日期:2014年12月15日题目简易漏电报警器一、设计的目的二、设计的容及要求三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日摘要目前,大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。
因此,不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。
最初,大多用人工进行控制,由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测,很难准确控制水泵的起停。
要么水泵关停过早,造成水塔缺水;要么关停过晚,造成水塔溢出,浪费水资源,给用户造成不便。
利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。
后来,使用水位控制装置使供水状况有了改变,但常使用浮标或机械水位控制装置,由于机械装置的故障多,可靠性差,给维修带来很大的麻烦。
因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性,传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。
本文采用的是西门子S7-200PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心,对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。
主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位,将水位具体信息传至PLC构成的控制模块,来控制水泵电机的动作,同时显示水位具体信息,若水位低于或高于某个设定值时,就会发出危险报警的信号,最终实现对水塔水位的自动。
关键词:水位自动控制、西门子S7-200PLC、水泵、传感器目录摘要 (1)第一章绪论 (1)第二章可编程器简介 (2)2.1可编程控制器的产生 (2)2.2 PLC的发展 (3)2.3 PLC的基本结构 (4)2.4 PLC的工作原理 (4)2.5 PLC的主要应用 (6)2.6 西门子S7-200系列PLC的编程元件 (8)第三章水塔水位控制系统方案设计 (12)3.1 传统水塔水位控制 (12)3.2 水塔控制系统的工作原理 (12)3.3 水塔水位控制主电路图 (12)3.4 I/O接口分配 (13)3.5 水塔水位控制系统I/O图 (14)第四章水塔水位控制系统PLC软件设计 (15)4.1 程序流程图 (15)_Toc220324.2 PLC 控制梯形图 (15)4.3 水位控制系统的具体工作过程 (18)第五章总结 (20)参考文献 (21)第一章绪论在工业生产中,电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。
毕业设计论文基于PLC的液位控制系统研究摘要本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。
它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。
系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。
本文的主要研究内容:控制系统方案的选择,系统硬件配置,PID算法介绍,系统建模及仿真和PLC编程实现。
本设计用PLC编程实现对储罐液位的控制,具有接线简单、编程容易,易于修改、维护方便等优点。
关键字:储罐;液位控制;仿真;PLCAbstractThis article is designed based on PLC, tank level control system. It takes a series s7-200 CPU224 and an analog quantities of EM235 expansion module to level detection and electric valve opening regulation.System main function is to achieve constant low level PID control and limiting alarm.The main contents of this paper: the choice of the control system plan, system hardware configuration, PID algorithm introduced, system modeling and simulation, and PLC programming. PLC programming with the design of the tank level control have the advantage of simple wiring, easy programming, easy to modify, easy maintenance and so on.Key word: tank ; level ;control ;simulation ;plc目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 1 绪论. (1)1.1盐酸储罐恒液位控制任务 (1)1.2本文研究的意义 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)2 控制系统方案设计 (3)2.1储罐液位控制的发展及现状 (3)2.2系统功能分析 (3)2.3系统方案设计 (4)3 系统硬件配置 (5)3.1电动控制阀的选择 (5)3.1.1 控制阀的选择原则 (5)3.1.2 ZAJP 精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍 (10)3.2液位测量变送仪表的选择 (13)3.2.1 液位仪表的现状及发展趋势 (13)3.2.2 差压变送器的测量原理 (13)3.2.3 差压式液位变送器的选型原则 (14)3.2.4 DP系列LT型智能液位变送器产品介绍 (15)3.3PLC机型选择 (16)3.3.1 PLC历史及发展现状 (16)3.3.2 PLC机型的选择 (18)3.3.3 S7-200系列CPU224和EM235介绍 (20)4 PID算法原理及指令介绍 (21)4.1PID算法介绍 (22)4.2PID回路指令 (24)5 系统建模及仿真 (28)5.1系统建模 (28)5.2系统仿真 (30)5.2,1 MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介 (30)5.2.2 系统仿真 (31)第6章系统编程实现 (33)6.1硬件设计 (33)6.1.1 绘制控制接线示意图 (33)6,1.2 I/O资源分配 (33)6.2软件设计 (34)6.2.1 STEP 7 Micro/Win V4.0 SP6编程软件介绍 (34)6.2.2 恒液位PID控制系统的PLC控制流程 (35)6.2.3 编写控制程序 (36)6.2.4 程序清单 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论1.1 盐酸储罐恒液位控制任务如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐,该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐,罐体高6米,容量为50立方米,重500千克。
基于PLC 的恒压供水系统任务设计书基于PLC的恒压供水系统任务设计书一、系统概述众所周知,水是生产生活中不可缺少的重要组成部分,在节水节能己成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度低。
主要表现在用水高峰期,水的供给量常常低于需求量,出现水压降低供不应求的现象,而在用水低峰期,水的供给量常常高于需求量,出现水压升高供过于求的情况,此时将会造成能量的浪费,同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。
在此情况下,我们小组讨论并设计了该“基于PLC的恒压供水系统”。
本文根据中国城市小区的供水要求,设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统。
变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器等构成。
本系统包含三台水泵电机,它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速,运行切换采用“先启先停”的原则。
压力传感器检测当前水压信号,送入PLC与设定值比较后进行PID运算,从而控制变频器的输出电压和频率,进而改变水泵电机的转速来改变供水量,最终保持管网压力稳定在设定值附近。
二、总体方案设计PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统,该系统的控制流程图如图1所示:图1变频恒压供水系统控制流程图从图中可看出,系统可分为:执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分,具体为:(l) 执行机构:执行机构是由一组水泵组成,它们用于将水供入用户管网,其中由一台变频泵和两台工频泵构成,变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵,用以根据用水量的变化改变电机的转速,以维持管网的水压恒定;工频泵只运行于启、停两种工作状态,用以在用水量很大(变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时)的情况下投入工作。
(2) 信号检测机构:在系统控制过程中,需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。
73科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术DOI:10.16661/ki.1672-3791.2019.08.073基于西门子S7-200PLC温度控制系统设计①李军(广西工业技师学院 广西南宁 530031)摘 要:为了更好地让锅炉在实际用途中发挥功能,该文采用西门子S7-200控制器,对锅炉的温度控制进行了系统设计。
西门子S7-200系列的PLC是一种小型的控制器,可以通过编程控制,把集成电源、输入及输出电路和微处理器集成在一个较小的环境中,更适合用于工业环境。
该文主要以某地水浴锅炉的控制系统设计为例,采用西门子S7-200控制器,进行锅炉温度控制系统的设计。
关键词:西门子S7-200PLC 温度控制 系统设计中图分类号:TG581 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)03(b)-0073-02①作者简介:李军(1988—),男,汉族,广西南宁人,硕士,讲师,研究方向:控制工程、自动化领域。
锅炉在物料运输、动能传输等物质的运输上具有非常广泛的应用,但是由于运输时的条件不同,使得锅炉常处于高温或者低温的状态下,尤其在低温的环境中,物质的流动性差,在运输中途,会人为地对锅炉进行加热,以保证顺利运输。
但是锅炉容易出现温度延时和滞后的情况,降低锅炉使用的安全性,甚至会发生事故。
那么由于这种原因,在加温时锅炉所使用的控制系统的好坏,就会对锅炉温度产生重要影响。
随着计算机科技的不断发展,PLC 所具有的逻辑运算和数据处理功能都有了显著的提高,可以将复杂的控制系统嵌在PLC中,目前的PLC已逐渐成为人们设计自动化方案的首要选择。
该文主要以某地水浴锅炉的控制系统设计为例,采用西门子S7-200控制器,进行锅炉温度控制系统的设计。
1 锅炉设计的要求锅炉内的温度根据使用条件和环境的不同,其温度范围一般在-25℃~85℃。
锅炉的控制器一般都是直接放在室外,就算是雪雨、刮风、扬沙也可以正常使用。
进程控制分解试验陈述试验名称:单容液位定值控制体系专业:电气工程班级:姓名:学号:试验计划一、试验名称:单容液位定值控制体系二、试验目标1.懂得单容液位定值控制体系的构造与构成.2.控制单容液位定值控制体系调节器参数的整定和投运办法. 3.研讨调节器相干参数的变更对体系静.动态机能的影响.4.懂得P.PI.PD和PID四种调节器分离对液位控制的感化. 5.控制统一控制体系采取不合控制计划的实现进程.三.试验道理本试验体系构造图和方框图如图1所示.被控量为中水箱的液位高度,试验请求中水箱的液位稳固在给定值.将压力传感器LT2检测到的中水箱液位旌旗灯号作为反馈旌旗灯号,在与给定量比较后的差值经由过程调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制中水箱液位的目标.为了实现体系在阶跃给定和阶跃扰动感化下的无静差控制,体系的调节器应为PI或PID控制(本次试验我组采取的是PI控制).图1 中水箱单容液位定值控制体系(a)构造图 (b)方框图一.试验目标1.懂得单容液位定值控制体系的构造与构成.2.控制单容液位定值控制体系调节器参数的整定和投运办法. 3.研讨调节器相干参数的变更对体系静.动态机能的影响.4.懂得P.PI.PD和PID四种调节器分离对液位控制的感化.5.控制统一控制体系采取不合控制计划的实现进程.二.试验装备1.试验控制水箱;2.试验对象及控制屏.盘算机一台.SA-44挂件一个.PC/PPI通信电缆一根;3.三相电源输出(~380V/10A).单相电源输出(~220V/5A)中单相I.单相II端口.三相磁力泵(~380V).压力变送器LT2.电动调节阀中控制旌旗灯号(4~20mA输入,~220V输入).S7-200PLC 中AO端口.AI2端口.三.试验道理本试验体系构造图和方框图如图1所示.被控量为中水箱的液位高度,试验请求中水箱的液位稳固在给定值.将压力传感器LT2检测到的中水箱液位旌旗灯号作为反馈旌旗灯号,在与给定量比较后的差值经由过程调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制中水箱液位的目标.为了实现体系在阶跃给定和阶跃扰动感化下的无静差控制,体系的调节器应为PI或PID控制.图1 中水箱单容液位定值控制体系(a)构造图 (b)方框图四.试验内容与步调本试验选择中水箱作为被控对象.试验之前先将储水箱中贮足水量,然后将阀门F1-1.F1-2.F1-7.F1-11全开,将中水箱出水阀门F1-10开至恰当开度,其余阀门均封闭.本次试验采取的是S7-200控制的办法.图2 S7-200PLC控制单容液位定值控制试验接线图1.将SA-42 S7-200PLC控制挂件挂到屏上,并用PC/PPI通信电缆线将S7-200PLC衔接到盘算机串口2,并按照下面的控制屏接线图衔接试验体系.将“LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ON”的地位.2.接通总电源空气开关和钥匙开关,打开24V开关电源,给压力变送器上电,按下启动按钮,合上单相Ⅰ.Ⅲ空气开关,给S7-200PLC及电动调节阀上电.3.打开Step 7-Micro/WIN 32软件,并打开“S7-200PLC”程序进行下载,然后将S7-200PLC置于运行状况,然后运行MCGS组态情况,打开“S7-200PLC控制体系”工程,然落后入MCGS运行情况,在主菜单中点击“试验三.单容液位定值控制”,进入试验三的监控界面.4.在上位机监控界面中点击“启动内心”.将智能内心设置为“手动”,并将设定值和输出值设置为一个适合的值,此操纵可经由过程调节内心实现.5.合上三相电源空气开关,磁力驱动泵上电打水,恰当增长/削减智能内心的输出量,使中水箱的液位均衡于设定值.6.依据经验法或动态特征参数法整定调节器参数,选择PI控制纪律,并按整定后的PI参数进行调节器参数设置.7.待液位稳固于给定值后,将调节器切换到“主动”控制状况,待液位均衡后,经由过程以下几种方法加干扰:(1)突增(或突减)内心设定值的大小,使其有一个正(或负)阶跃增量的变更;(此法推举,后面三种仅供参考)(2)将电动调节阀的旁路阀F1-3或F1-4(同电磁阀)开至恰当开度;(3)将下水箱进水阀F1-8开至恰当开度;(转变负载)(4)接上变频器电源,并将变频器输出接至磁力泵,然后打开阀门F2-1.F2-4,用变频器歧路以较小频率给中水箱打水.以上几种干扰均请求扰动量为控制量的5%~15%,干扰过大可能造成水箱中水溢出或体系不稳固.参加干扰后,水箱的液位便分开原均衡状况,经由一段调节时光后,水箱液位稳固至新的设定值(采取后面三种干扰办法仍稳固在原设定值),记载此时的智能内心的设定值.输出值和内心参数,液位的响应进程曲线将如图3所示.图3 单容水箱液位的阶跃响应曲线8.分离适量转变调节仪的P及I参数,反复步调7,用盘算机记载不合参数时体系的阶跃响应曲线.9.分离用P.PD.PID三种控制纪律反复步调4~8,用盘算机记载不合控制纪律下体系的阶跃响应曲线.四、试验成果剖析试验刚开端时,输入设定值(SV)为90cm,比例系数(P).积分时光(I)均设为10,液位波形开端有近似纪律的阻尼震动响应,直至最后波形稳固,得出响应曲线.(如图4.5所示)图4 单容液位控制的系数调节图5 单容液位控制的响应曲线六.试验总结进修了单容液位定值控制体系办法,待液位稳固于给定值后,将调节器切换到“主动”控制状况,待液位均衡后,突减内心设定值为60,使其有一个负阶跃增量的变更,但因为忽视,未能将图像保管下来.因为设定值的原因,波位波形曲线趋势准确,但是阻尼震动时光过长,得到最后成果曲线所需时光较长,解释取值其实不是完善.后经由学长讲授,应将积分时光(I)设为5,如许将大大晋升试验效力.这更请求我们在做试验前可以经由过程剖析法对试验成果进行理论剖析,找到近似值,在试验时可以直接在理论值邻近进行验证,将有用进步试验效力.。
综合自动化实验报告书
题目:基于S7-200PLC的液位控制系统设计学生姓名:何丰丰
学号:2225
专业班级:06电2班
指导教师:刘振东
计算机与自动控制学院
2010年01月14日
综合自动化实验
——基于S7-200 PLC的液位控制系统设计
实验目的:
1.学习西门子S7-200可编程控制器中模拟量、PID指令;
2.掌握组态王软件的编程调试方法;
3.掌握PLC可编程控制器和组态王软件结合通讯方法。
实验要求:
1. 利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统,通过调节电动调节阀的开度,改变水箱的进水流量,从而使水箱内的液位维持于恒定值。
2. 在上位机编制工艺画面,能够显示系统的实时状态、通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式,向用户提供检验液位PLC控制系统的动态运行情况,显示SP(设定值)、PV(液位高度检测值)、OP(阀开度)、P(比例)、I(积分时间)、D(微分时间),并且在画面上能够实现手自动切换、历史数据查询、报表、报警信息、历史曲线等功能。
实验步骤:
1.掌握各设备的主要功能及工作情况
硬件设备主要包括:上水箱、液位变送器LT1、电动调节阀1,变频器,水泵。
各个设备的连接情况如图1所示:
S
S
S
S
M M
PT 1
LT 3
LT 1
LT 2
S
S TE 1
TT 1
TE 2
TT 2
TE 3
TT 3TE 5
TT 5S
S
S
变频器
FIT 1FIT 2TT 4
TE 4
220 AC
TIC 储水箱
下水箱
上水箱
电磁流量计2电磁流量计1
电动调节阀1
电动调节阀2
水泵
图1 过程控制系统结构图
2. 设备之间安装与连接
按照图2所示,将实验所需的设备如液位变送器、PLC 、调节阀等安装并接线。
PC/PPI 通信电缆
M
LT 1
上水箱
电动调节阀1
液位变送器
进水
出水
图2 控制系统示意图
图3 控制系统框图
3.系统控制电气连接图
PLC选型
1)CPU 选择的型号是西门子的CPU-226,它是200系列中一款高档次
的CPU,其主要应用于具有较高要求的控制系统中。
和其它型号的
CPU相比,其具有更多的I/O点,更强的模块扩展能力,更快的运
行速度和更强的内部集成的特殊功能。
主要特性如下:
●可携带7个模块
●集成24个输入、16个输入共40个数字量I/O点,最大可扩展至
248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
●13K字节的程序和数据存储空间
●6个独立的30KHz的高速计数器,2路独立的20KHz高速脉冲
输出,并具有PID控制器
●2个RS485通讯/编程接口,具有PPI通信协议、MPI通讯协议
和自由方式通讯能力
●I/O端子排可很容易的整体拆卸
2)模拟输入模块采用EM 231,其输入信号是4~20mA信号,本实验即要求输入
量为该数,满足要求,因此选用该型号。
3)模拟量输出模块采用EM232。
电气连接图如下所示:
4.在STEP7-MicroWin环境中编写、调试、下载PLC的梯形图程序。
在编写PLC程序时,查阅了STEP7关于模拟量输入处理、模拟量输出处理、定时中断、PID指令等内容。
程序的流程图如下图所示:
5.系统梯形图如下图所示(1)主程序:
M0.0为1时,进行PID自动调节;M0.0为0时,进行手动控制(2)子程序Ai_in(将32位整数转换为0到1的实数)
(3)子程序Ao_out(将0到1的实数转化为32位整数)(4)子程序PID_control
注释:符号表
.6.偏移地址说明
偏移地址域格式类型说明
0 过程值PV 双字/格式输入0~1.0范围4 VD204 SV设定双字/格式输入0.0~1.1范围8 VD208 输出OP 双字/格式输入/输出0~1.0 12 VD212 增益K 双字/格式输入正数或负数16 VD216 采样时间Ts 双字/格式输入秒
20 VD220 积分时间Ti 双字/格式输入分钟
24 VD224 微分时间Td 双字/格式输入分钟
28 积分前项双字/格式入/出不占用
32 过程变量前
项
双字/格式入/出不占用
7.在计算机中,参照图7-9,编制实时动态显示画面。
最后系统联调时,在画面上可显示和修改相关参数,在完成PID参数整定后,控制精度在2%以内。
1)手动调试动态显示画面
2)自动调试动态显示画面
3)PID调节曲线
图7
9.实验收获
利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统来完成本次实验,通过在实践中运用PLC的相关知识,使我进一步掌握了S7-200PLC程序的编写与调试,S7-200PLC中处理模拟量的方法及PID算法;对我今后学习和拓展PLC知识起到了促进作用,通过实际应用使我进一步体会到了理论联系实际在学习中的重要性,并为以后工作中培养实践能力奠定了基础。
熟悉并掌握了利用组态软件调试程序的方法以及PLC和组态软件之间的通信方法。
.实践证明,PLC可编程控制器和组态软件结合有利于PLC控制系统的设计、检测,具有良好的应用价值.。