基于plc液面控制系统开题报告

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计 开 题 报 告基于PLC的液位控制系统的设计学 院：自动化与电气工程学院 班 级：测控学生姓名：吴志祥指导教师：姚青梅 职 称：讲师 2014 年 11 月 27 日毕业设计开题报告课题题目基于PLC的液位控制系统的设计课题来源生产实践是否实做成果形式毕业设计 毕业论文 开题报告内容（可另附页）见附页指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）课题难度适中，工作量饱满，进度安排较合理，具备工作条件。指导教师签名：年 月 日专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字：教学院长（签章）：年 月 日 附页一、 研究的目的与意义1. 研究的背景意义： 人们生活以及工业生产经常会涉及到水箱液位控制的问题，例如锅炉，食品加工，居民生活用水，污水处理等，在这个过程中仅仅靠人工来调节是远远不够的。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既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。2. 研究的目的： 熟悉PLC控制系统的设计方法， 掌握PLC硬件及软件设计的基本方法。同时，掌握电气控制系统一般设计过程，培养科学的思维方式，正确的设计思想和解决实际问题的能力。二、 研究的主要内容:1. 应用所学知识设计一款液位控制系统2. 实验初步方案:采用的是水箱液位的PID调节，有两级水箱，如果控制一个水箱是单回路反馈PID控制。单回路系统是指在一个调节对象上用一个PID调节来保持参数的很定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构，两个水箱的液位通过串级反馈回路来控制。3.需要注意的是打开水箱的出水阀至适当的位置。系统通过PLC控制液位的高度， 实现的方法是，通过液位传感器把检测到的信号变成相应的电信号传到PLC模拟输入通道中，由PLC经过PID算法计算得出的输出信号，经过信号处理输出到执行器电动调节阀中控制阀门的开度，使得液位达到指定的高度，这个过程需要一定的时间，输出的信号和电动调节阀的开度成正比，反之控制器参数选择不合适，则会使得控制质量变坏，达不到预期的效果。所以PID参数的选择是很重要的，要很好的去整定，系统可以设定比例积分微分的参数，观察积分的效果，使用比例控制、比例积分控制和比例积分微分控制进行试验，将他们得到的结果进行对比，就可以知道3个环节分别的作用。系统的控制图如图2-1所示图2-1系统控制图其中SV给定信号，由用户通过计算机设定，PV为控制变量，它们的差是PID调节器的输入偏差信号，经过PLC的PID运算后输出，调节器的输出信号经过PLC的D/A转换成4-20ma的模拟电信号后输出到电动调节阀中调节阀的开度，以控制水的流量，使得水箱的液位保持设定值。水箱的液位经过压力变送器检测转换为相应的电信号输入到PLC的输入接口，再经过A/D转换成控制量PV，给定值SV与控制量PV经过PLC的CPU的检查运算成了偏差信号e，又输入到PID调节器中，又开始了新的调节，所以系统能实时调节水箱的液位。三、 具体实施的计划时间安排如下：时间安排进程课前介入确定开题报告并初步了解第一、二周查阅收集相关技术资料为设计做准备第三、四周总体方案设计并进行论证第五、六周确定方案第七、八周搭建系统并编写控制程序第九、十周完善控制系统和程序第十一、十二周撰写毕业设计论文，准备毕设答辩四、主要参考文献 1 廖常初.PLC编程及应用，北京：机械工业出版社， 2002 2 吴秋峰.自动化系统计算机网络 ，北京：机械工业出版社，2001 3 赖寿宏.微型计算机控制技术，北京：机械工业出版社，2000 4 席裕庚.预测控制. 国防工业出版社. 19935 舒迪前.预测控制系统及其应用，北京：机械工业出版社,2001 6 廖常初.S7-300/400 PLC应用技术，北京：机械工业出版社,2005 7 侯志林.过程控制与自动化仪表，北京：机械工业出版社,2003 8 钟肇燊、冯太合、陈宇驹.西门子S7-300系列PLC及应用软件STEP7，广州：华 南理工大学出版社，2004 9 薛定宇 .反馈控制系统设计与分析MATLAB语言应用. 清华大学出版社，2000 10 王万良.自动控制原理. 科学出版社，2001 11 张聚才，张宝江.PLC硬件应用的注意事项.电工技术，1998，212（8）：16-19 12 S7-300/400系统和标准功能参考手册 13 赵卫东、辛宏、王元、刘和平.PLC在温度控制系统中的应用，仪器仪表学报， 2001，22（4）：470-472 14 WinCC手册 15 周万珍、高鸿斌.PLC分析与设计应用，北京：电子工业出版社 ，2004 15 陈元杰，汪洋，苏宏业，褚健。串级控制的PID参数自整定算法，控制与决策，1996，11（5）：580-583 16 Yeager Brent.How to troubleshoot your