毕业设计完整版《容器液位调节阀远程控制系统的设计》完整详细版

西安邮电大学毕业设计（论文）题目：容器液位调节阀远程控制系统的设计院系：自动化学院专业：自动化班级：自动0703班学生姓名：王党伟导师姓名：职称：起止时间：2011年1月10日至2011年6月17日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《容器液位调节阀远程控制系统的设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。论文作者签名：时间：年月日指导教师签名：时间：年月日院主任（院主任（签字）2011年3月28日院主任（院主任（签字）2011年3月28日西安邮电学院毕业设计（论文）任务书学生姓名王党伟指导教师沈建冬职称讲师院（系）自动化学院专业自动化题目容器液位调节阀远程控制系统的设计任务与要求1、学习西门子PLC和组态软件组态王的使用方法。2、熟悉S7-300软件和组态王软件。3、会使用组态王6.52软件画组态界面。4、绘制电气原理图、装配图、接线图。5、熟练掌握S7-300软件，具有一定的编程能力开始日期1月10日完成日期6月17日66月4日〜6月13日撰写毕业论文66月4日〜6月13日撰写毕业论文西安邮电学院毕业设计（论文）工作计划学生姓名一王党伟—指导教师—沈建冬职称—讲师—系别自动化学院专业自动化题目容器液位调节阀远程控制系统的设计起止时间工作进程起止时间工作内容3月23日3月23日〜4月12日学习西门子PLC和组态软件组态王的使用方法4月13日〜4月29日熟悉S7-300软件和组态王软件4月30日〜5月24日5月5月25日〜6月4日仿真该控制方案，并进行实际操作主要参考书目（资料）廖常初.S7-300PLC编程及应用•北京：机械工业出版社.2005钟肇焱主编,西门子S7-300系列PLC及应用软件STEP武汉：华南理工大学出版社.2005组态王6.52软件资料邱道伊等，S7-300/400PLC入门和应用分析.北京：中国电力出版社，2008主要仪器设备及材料S7-300软件、组态王软件论文（设计）过程中教师的指导安排每周三下午、周五下午对计划的说明西安邮电学院毕业设计（论文）开题报告自动化学院自动化专业07级03班

课题名称：容器液位调节阀远程控制系统的设计学生姓名：王党伟学号06071085指导教师：沈建冬职称讲师报告日期：2011年3月30日本课题所涉及的问题及应用现状综述在石油工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类流体的液位高度进行检测和控制.由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。随着科学技术的不断发展，人们对液位控制系统的要求越来越高，特别是高精度、智能化、人性化的液位控制系统是国内外液位控制系统发展的必然趋势。本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析重点研究的关键问题：液位控制精度、基于S7-300软件的程序编写、熟悉组态王。解决思路：除了传统的PID控制系统外，近年来随着智能仪表和PLC的发展，加入智能型控制的系统也得以应用。通过西门子PLC控制器或智能仪表，水位传感器将检测到的实际水位转化为电压信号，经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节。PLC控制器通过调节电动调节阀的工作来实现对水位的自动控制，同时利用组态软件组态王设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器或智能仪表通信，对控制系统进行全面监控，从而使用户操作更方便可行性分析：做好硬件设计，完成PLC控制电路设计，水位检测电路设计，以及控制电路设计，完成人机界面设计。最后，通过在实验室进行多次调试以及实验，对实验装置以及实验程序进行深入测试以及调试，使其尽可能达到最好的控制效果。完成本课题的工作方案第一周：了解题目，寻找相关的资料。第二周至第五周：学习西门子PLC和组态软件组态王的使用方法。第六周至第七周：熟悉S7-300软件和组态王软件。第八周至第九周：编写控制程序，画组态画面。第十周：仿真该控制方案，并进行实际操作。第十一周至第十三周：撰写论文。第十四周：提交论文，并进行答辩。指导教师审阅意见指导教师（签字）：年—月—日说明：本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在毕业论文（设计）正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。

西安邮电学院毕业设（计论文）成绩评定表学生姓名王党伟性别男学号06071085专业班级自动0703班课题名称容器液位调节阀远程控制系统的设计课题类型实际应用难度般毕业设十论文）时间2011年1月10日〜6月17日指导教帀沈建冬（职称讲师）课题任务完成情况论文（千字）；设计、计算说明书（千字）；图纸（张）；其它（含附件）：见指导教师:意分项得分：开题调研论证课题质量（论文内容分；创新分；论文撰写（规范分；学习态度分；外文翻译分指导教师审阅成绩：指导教师签字：年月日评阅教师:意见分项得分：选分;开题调研论证分；课题质量（论文内容分；创丄分；论文撰写（规范）分；外文翻直分评阅成绩：评阅教!（签字：年月日

验收小组:意见分项得分：准备情况；毕业设计（论文）质量；（操作）回答问题分验收成绩：验收教爛长（签字：年月日答辩小组:意见分项得分：准备情况分陈述情况分；回答问虹分；仪応分答辩成绩：答辩小组组长字：年月日成绩计算方法傾写本系实用比例「指导教师成绩（沟评阅成复（沟验收成复（％）答辩成绩（沟IJ学生实得成绩分制指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩总评

答辩委员会:意见毕业论J设计总评成輪级：答辩委员会主任字：院（系）签章年月日备注西安邮电学院毕业论文（设计）成绩评定表（续表）目录TOC\o"1-5"\h\z摘要IABSTRACTII\o"CurrentDocument"第一章绪论1\o"CurrentDocument"PLC的简介及其国内外发展趋势1\o"CurrentDocument"1.1.1PLC国内外现状1\o"CurrentDocument"本论文研究的意义4\o"CurrentDocument"本论文研究的主要内容5\o"CurrentDocument"第二章PID原理6\o"CurrentDocument"PID的原理、算法简介及参数整定6\o"CurrentDocument"2.1.1比例（P）,积分（I）,微分（D）的控制原理6PID算法6\o"CurrentDocument"2.1.3控制器P、I、D项的选择9PID控制器的参数整定11\o"CurrentDocument"第三章程序及组态设计13\o"CurrentDocument"S7-300介绍13S7-300PLC系统组成13STEP7的工程建立过程14\o"CurrentDocument"程序设计15\o"CurrentDocument"PLC程序15组态软件介绍16\o"CurrentDocument"组态画面设计17\o"CurrentDocument"组态王简介17组态王开发17第四章实验结果分析21\o"CurrentDocument"实验分析21结论及展望23结论23\o"CurrentDocument"展望23致谢24参考文献25容器液位调节阀远程控制系统的设计容器液位调节阀远程控制系统的设计容器液位调节阀远程控制系统的设计容器液位调节阀远程控制系统的设计#Network2:Title：CuHUTLent:DB1FB41ContinuousControlNetwork2:Title：CuHUTLent:DB1FB41ContinuousControlDB3.DBX24.总是FALSE"DATA".SET-F^SE—ENCOM_RSTMJONP_SELI_SELIMT_HOLDI_ITL_ON"CONTJJ"ENOLMNLO_PERQLO_HLMQLO_LLMlmn_fL?m_iLMOPVERDB3.DBX24.0总是TRUE"DATA".D_SELSETTRUE—D_SEL程序段2：将当前液位值与设定值进行PID运算，PID运算的程序块在FB41里,属于西门子内部程序。可直接调用。程序段3：把PID运算后的数据转换成2-10V(4-20MA)对应的5530-27648，然后通过模拟量输出通道1输出。3.3组态软件介绍组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。3.4组态画面设计3.4.1组态王简介组态王（Kingview）是由北京亚控公司开发，在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Window2000/WindowXP/WindowNT中文操作系统作为其操作平台，充分利用了Windows图形功能设备，界面一致性好，易学易用等特点，具有功能完备的人机接口界面和面向对象的图形开发环境，便于高效，快捷地把整个工艺过程构成监控画面，以动画的形式显示各个控制设备的状态，在报警和历史趋势方面的功能，方便了对系统的监控，具有较强的网络功能。组态王图形界面开发功能使用方便，对I/O设备广泛支持。它所使用的PC机开发的系统工程，比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，大大减少了工控软件开发者的重复性工作，还可以运用PC机丰富的软件资源进行二次开发。组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。组态王开发1）定义变量对所用到的变量进行定义。这些变量均是在组态王的工程浏览器中的数据字典中定义的,如图3-4所示的液位变量定义。寵霍「珊啟旦墨鱼凰国園晟工觀憐器…客器液位J工程[0ffig[S]«[V]IM[H帮助凹工程大囹小囹~w~详细0s0v开发运行报警历史网络用户MAKEVIEWE1•怛命桶言雷结构变量W典盘■报警组嚴1矗COM1COM2役DDE回板卡髻OPC服务器辿网络站点日梵V设置开聲统住报…画历5B3a3giB录悬网塔配置…C用户配置“冷打印ffig曰1SQL访问翻器]…瘪表阍簸[旨H-OWebS3发布画面旨站实时信息旨发布历史信息Q笈^^库信息pibcrt^S手出值信号

手目动切换內存实型内存实型内存实型内存实型内存实型内存实型内存字符串内存字符串内存字符串内存实型内存离散内存离散内存离散内存离散内存整型内存实型内存』I/O&T方鏈I/O趣I/O趣I/O趣I/O趣I/O趣I/O趣1/0^_1/0^_1/0^_內DB1.92DB1?6DB1.20DB1.72DB1.16DB1.24DB1.28DB3.4DB1.0DB1.0DB1.0图3-3些变量。2）新建工程双击桌面图标，打开工程管理器，建立工程，并设置好工程保存路径等。如图3-5所示，容器液位是所建的工程。图3-53）界面开发点击项目进入工程浏览器，点击画面并新建系统所需的界面。如图3-6所示。觀工程浏览器-一容1i®|-＞：＜工程旧M[S]MMTM[T]帮助[Hl觀工程浏览器-一容1i®|-＞：＜工程旧M[S]MMTM[T]帮助[Hl小圏详细曰“io文件e-B0m溺攥曰。娠库團躺变量w数摒词典蠱报歸曰舟備4COM1-JE：COM2••谧DDE冃板卡•…豔OPC服务器龟网络站点曰舟磁^配置割设置开发M统-S[E捋答匡置历录悬网络配置…C用户配置•够打印配置曰@SQL访问勰器|喝表格戡1-旨记葩SOWeb岡发布画面•…旨轴实时信息•…旨轴历史信息就绪髒廉霉一珊啟E-莊損邕一凰IBHIf总42.5K/S.OK/Se_—'ihuM图3-6已建好的系统画面。如图3-7所示。图3-7实验结果分析4.1实验分析实验一实验参数：P=10I=800000D=0SP=20实验曲线如图4-1所示：运行系统口回|x|画面特殊调试关于容器液位调节阀远程控制系统QV116储水箱V1D105020.72LT1(M30.69FVT01FV101P102QV10220.72水箱液位20.030.69100.0090.0080.0070.0标旌检置型PID+十亠丄亠r-rd,汪心060.0空二050.0注吕030.0020.0010.0,:::亠十-:-二-:-二士士

亠-:-::±000.o'图4-1<i：E门J,:::亠十二.'土士亠十亠丄亠士丄20.7245：01QV116储水箱V1D105020.72LT1(M30.69FVT01FV101P102QV10220.72水箱液位20.030.69100.0090.0080.0070.0标旌检置型PID+十亠丄亠r-rd,汪心060.0空二050.0注吕030.0020.0010.0,:::亠十-:-二-:-二士士

亠-:-::±000.o'图4-1<i：E门J,:::亠十二.'土士亠十亠丄亠士丄20.7245：01PV实验结果分析:置过大。实验二实验参数：P=10I=10000D=0SP=20实验曲线如图4-2所示：实验三试验参数P=0.02I=10000D=OSP=20实验曲线如图4-3所示：容器液位调节阀远程控制系统水箱W04I00储水箱VI01水箱液位20.035.0520.1A标准位置型PID:m::::::：:::;:乙：：：：；：乙：：：：：；：：：：：：：：：：兀：：：：P102QV1022B:5432:1435:3438:5442:1445:34图4-3试验分析：P值设置已经非常合理使曲线控制速度平缓，I值较为合理使曲线很快稳定下来。4.2结论及展望4.2.1结论a)在I为一定值时，D为0时，P的范围为0.01-0.03之间，在这个范围内，系统的稳定性良好，稳态误差较小。当把P值固定，进行I值范围选取时，