基于plc的液位控制毕业设计开题报告

课题名称基因PLC的液位控制系统设计学生姓名学号系、年级专业电气系级测控技术与仪器指导教师副教授论文题目：基于PLC的液位控制一、选题的依据及课题的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。

在我国随着社会的发展，很早就实行了自动控制。而在我国液位控制系统也利用得相当的广泛，特别在锅炉液位控制，水箱液位控制。还在黄河治水中也的到了利用，通过液位控制系统检测黄河的水位的高低，以免由于黄河水位的过高而在不了解的情况下，给我们人民带来生命危险和财产损失。传统供水系统采用基于PLC的PID控制原理，PID控制原理简单，使用方便，适应性强，广泛应用于各种工业过程控制领域。但是传统的控制方法是建立在被控对象的精确的数学模型之上的，随着系统复杂程度的提高，将难以建立供水系统的精确数学模型和满足实时控制的要求。在实际工业生产中，很多供水系统的影响因素很多，很多实际系统都是非线性的，建立精确的数学模型特别困难。而基于PLC的模糊控制器克服了PID控制器基于精确数学模型的缺点，将采样时所获得的误差及误差变化信号，根据其模糊化结果查询模糊控制表，转换为精确量后，直接作用于被控对象，解决了传统PID控制系统的缺点，使供水系统更加的安全可靠。可编程逻辑控制器既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机通信和维修方便等诸多高品质性能，又采用一种可编程运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。因此，现在PLC在液位控制领域得到了广泛而深入的应用二、研究概况及发展趋势综述1）PLC关于液位控制的发展趋势人们的生活的提高，同时对生活的要求也越来越高，同样对液位控制的及时性、精准性也要求越来越苛刻！基于PLC的液位控制有着，第一，可靠性高、抗干扰能力强，平均故障时间为几十万小时。而且PLC采用了许多硬件和软件抗干扰措施。第二，编程简单、使用方便目前大多数PLC采用继电器控制形式的梯形图编程方式，很容易被操作人员接受。一些PLC还根据具体问题设计了如步进梯形指令等，进一步简化了编程。第三，设计安装容易，维护工作量少。第四，适用于恶劣的工业环境，采用封装的方式，适合于各种震动、腐蚀、有毒气体等的应用场合。第五，与外部设备连接方便，采用统一接线方式的可拆装的活动端子排，提供不同的端子功能适合于多种电气规格。第六，功能完善、通用性强、体积小、能耗低、性能价格比高。所以基于PLC的液位控制系统的发展前景还是非常宽广！长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击，如今PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。PLC在工业和经济上的发展前景目前我国在大量引进进口PLC的同时，也在发展国产PLC的同时，主要面临着三大问题：其一是技术问题，在国际上PLC迅速发展的形势下，我国大多数PLC厂家还没有拥有自主知识产权，能够参与国际竞争的PLC产品，这其中主要的因素是研发实力不够。虽然资金投入、生产和质量管理等因素也占有非常大的比重，但对产品的质量起着决定性作用的是研发投入、研发成果产品化以及生产工艺等。其二是竞争问题，由于国内PLC市场大部分由外国的产品所占领，大、中型PLC产品中，几乎全部由国外几大公司垄断，随着我国使用PLC市场的不断扩大，国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品，而我国没有自己的自主知识产权的产品，在经济竞争中就只能处于被动的地位。其三是市场销售，国内PLC的产品宣传、市场开拓，以及建立完善的售后服务体系方面应继续加大力度。可以说PLC在我国尚未形成制造产业化。在PLC应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。专家估计，2021年PLC的国内市场销量为15(20万套（其中进口占90%左右），约25(35亿元人民币，年增长率约为12%。预计到2021年全国PLC需求量将达到25万套左右，约35(45亿元人民币。PLC市场也反映了全世界制造业的状况，2021后大幅度下滑。但是，按照AutomationResearchCorp的预测，尽管全球经济下滑，PLC市场将会复苏，估计全球PLC市场在2021年为76亿美元，到2021年底将回到76亿美元，并继续略微增长国内外PLC的生产厂家全世界PLC生产厂家约200家，生产300多种产品。国内PLC市场仍以国外产品为主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的产品。经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，更多厂家见附件1研究内容及实验初步方案（一）、课题设计的目的：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）、课题设计的主要内容：应用所学知识设计一款液位控制系统。（三）实验初步方案目前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，系统具体装置如下图所示：需要注意的是，系统运行前需要控制液位水箱水路上的手动阀全部打开，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所示：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。四、目标、主要特色及工作进度三、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：1、2021年11月15日—2021年12月25日：搜集、阅读和整理资料，交出开题报告2、2021年12月26日—2021年1月25日：进行方案论证并初步确定总体方案3、2021年1月26日—2021年3月27日：完成硬件电路设计4、2021年3月28日—2021年4月28日：进行软件设计与仿真，撰写论文并提交初稿5、2021年4月29日—2021年5月20日：修改论文，完成论文的撰写6、2021年5月21日—2021年6月5日：专家评审，准备论文答辩7、2021年6月6日—2021年6月10日：进行论文答辩五、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）1、廖常初.《可编程序控制器应用技术》。重庆：重庆大学出版社，20212、廖常初.《可编程序控制器的编程方法与工业应用》。重庆：重庆大学出版社，20213、廖常初.可编程序控制器的原理与应用。电工技术，1990，（10）~1991，（2）4、邵裕森，戴先中.《过程控制原理》。北京：机械工业出版社，20215、金以慧.《过程控制》。北京：清华大学出版社，19936、朱麟章.《过程控制系统及设计》。北京：机械工业出版社，19967、网上相关资料。五、指导教师审阅意见指导教师（签名）年月日六、教研室审查意见教研室主任（签名）年月日七、系审查意见主管系领导（签名）年月日备注附件1：国外PLC生产厂家公司名称PLC产品日本三菱公司A系列、FX系列、Q系列日本东芝公司EX小型机及EX-PLUS小型机、EX日本松下公司FP-e/FP0/FP∑/FP1/FP-M/FP2/FP2SH/FP3/FP10SH/FP-x

日本富士公司FlexNS/NJ/NBNWO系列、MICREX-SXSPB系列日本日立公司E系列PLC美国AB公司PLC-5系列、微型PLC等GE-FANAC公司中型机90-30系列，小型机90-20系列，914、781/782、771/772等日本OMRON公司CPMIA型，P型，H型，CVM、CV型

，Ha型，F型德国西门子公司S7-200,S7-300、S7-400S7-1200系列欧姆龙集团CQM1系列、C200H系列、CS1系列、CJ1系列美国莫迪康公司（施耐德）M340、M218M238、

M258罗克韦尔自动化PLC-5、CompactLogix、SLC500韩国LG集团Master-k系列,X系列国内PLC生产厂家公司名称PLC产品北京凯迪恩自动化技术KDN-K3系列小型一体化PLC浩纳尔（天津）自动化科技

XLt系列、XLe系列石家庄德立科电子科技KX1S系列、KX1N系列、KX2N系列PLC深圳三凌机电科技开发FX系列PLC北京安控科技发展PLCcore系列、DemoEC11系列北京和利时系统工程股份LK大型PLC、LM系列小型PLC基恩士国际贸易（上海）SV系列厦门海为科技S系列Koyo光洋电子（无锡）SH/SH1/SH2、SM/SM1、SN、SZ、SU、SR/DL-305系列丰炜科技企业股份（台湾）V、M、VB、VH系列台达电子工业股份（台湾）DVP-EH3/EH2系列、DVP-PM系列、DVP-ES2/EX2系列、DVP-EC3系列等福建毅天自动化科技ET-SX、ET-MX、ET-200、ET-300系列上海金鸿格国际贸易WinPAC智能型、泛用型PAC浙大中自集成控制股份SunyPLC200、SunyPLC300系列永宏电机股份中小型PLC、微型PLC上海正航电子科技A系列、M系列、R系列、U系列北京张前苏电子科技工业级PLC、商业级PLC中达电通股份EH/ES/EX/PM/SS/SA/SX/SC/SV系列台安科技（无锡）TP03南京冠德科技JH200系列、CA2系列无锡市信捷科技电子XC系列PLC、FC系列PLC兰州全志电子RD100、RD200系列微型、小型PLC河南省轻工机械研究所/洛阳易达自动化研究所YF系列威海恒日电子恒日PLC丰彰国际贸易（上海）VB系列、VH系列、M系列、V系列

社会实践报告系别：班级：学号：姓名：作为祖国未来的事业的继承人，我们这些大学生应该及早树立自己的历史责任感，提高自己的社会适应能力。假期的社会实践就是很好的锻炼自己的机会。当下，挣钱早已不是打工的唯一目的，更多的人将其视为参加社会实践、提高自身能力的机会。许多学校也积极鼓励大学生多接触社会、了解社会，一方面可以把学到的理论知识应用到实践中去，提高各方面的能力；另一方面可以积累工作经验对日后的就业大有裨益。进行社会实践，最理想的就是找到与本专业对口单位进行实习，从而提高自己的实战水平，同时可以将课本知识在实践中得到运用，从而更好的指导自己今后的学习。但是作为一名尚未毕业的大学生，由于本身具备的专业知识还十分的有限，所以我选择了打散工作为第一次社会实践的方式。目的在于熟悉社会。就职业本身而言，并无高低贵贱之分，存在即为合理。通过短短几天的打工经历可以让长期处于校园的我们对社会有一种更直观的认识。实践过程：自从走进了大学，就业问题就似乎总是围绕在我们的身边，成了说不完的话题。在现今社会，招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”，可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢？为了拓展自身的知识面，扩大与社会的接触面，增加个人在社会竞争中的经验，锻炼和提高自己的能力，以便在以后毕业后能真正真正走入社会，能够适应国内外的经济形势的变化，并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题，我开始了我这个假期的社会实践-走进天源休闲餐厅。实践，就是把我们在学校所学的理论知识，运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，那么所学的就等于零。理论应该与实践相结合。另一方面，实践可为以后找工作打基础。通过这段时间的实习，学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践。而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，前天才刚学到的知识可能在今天就已经被淘汰掉了，中国的经济越和外面接轨，对于人才的要求就会越来越高，我们不只要学好学校里所学到的知识，还要不断从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自已，才能在竞争中突出自已，表现自已。在餐厅里,别人一眼就能把我人出是一名正在读书的学生,我问他们为什么,他们总说从我的脸上就能看出来,也许没有经历过社会的人都有我这种不知名遭遇吧!我并没有因为我在他们面前没有经验而退后,我相信我也能做的像他们一样好.我的工作是在那做传菜生,每天9点钟-下午2点再从下午的4点-晚上8:30分上班,虽然时间长了点但,热情而年轻的我并没有丝毫的感到过累,我觉得这是一种激励,明白了人生,感悟了生活,接触了社会,了解了未来.在餐厅里虽然我是以传菜为主,但我不时还要做一些工作以外的事情，有时要做一些清洁的工作，在学校里也许有老师分配说今天做些什么，明天做些什么，但在这里，不一定有人会告诉你这些，你必须自觉地去做，而且要尽自已的努力做到最好，一件工作的效率就会得到别人不同的评价。在学校，只有学习的氛围，毕竟学校是学习的场所，每一个学生都在为取得更高的成绩而努力。而这里是工作的场所，每个人都会为了获得更多的报酬而努力，无论是学习还是工作，都存在着竞争，在竞争中就要不断学习别人先进的地方，也要不断学习别人怎样做人，以提高自已的能力！记得老师曾经说过大学是一个小社会，但我总觉得校园里总少不了那份纯真，那份真诚，尽管是大学高校，学生还终归保持着学生的身份。而走进企业，接触各种各样的客户、同事、上司等等，关系复杂，但我得去面对我从未面对过的一切。记得在我校举行的招聘会上所反映出来的其中一个问题是，学生的实际操作能力与在校理论学习有一定的差距。在这次实践中，这一点我感受很深。在学校，理论的学习很多，而且是多方面的，几乎是面面俱到；而在实际工作中，可能会遇到书本上没学到的，又可能是书本上的知识一点都用不上的情况。或许工作中运用到的只是很简单的问题，只要套公式似的就能完成一项任务。有时候我会埋怨，实际操作这么简单，但为什么书本上的知识让人学得这么吃力呢？这是社会与学校脱轨了吗？也许老师是正确的，虽然大学生生活不像踏入社会，但是总算是社会的一个部分，这是不可否认的事实。但是有时也要感谢老师孜孜不倦地教导，有些问题有了有课堂上地认真消化，有平时作业作补充，我比一部人具有更高的起点，有了更多的知识层面去应付各种工作上的问题，作为一名大学生，应该懂得与社会上各方面的人交往，处理社会上所发生的各方面的事情，这就意味着大学生要注意到社会实践，社会实践必不可少。毕竟，很快我就不再是一名大学生，而是社会中的一分子，要与社会交流，为社会做贡献。只懂得纸上谈兵是远远不及的，以后的人生旅途是漫长的，为了锻炼自己成为一名合格的、对社会有用的人才.很多在学校读书的人都说宁愿出去工作，不愿在校读书；而已在社会的人都宁愿回校读书。我们上学，学习先进的科学知识，为的都是将来走进社会，献出自己的一份力量，我们应该在今天努力掌握专业知识，明天才能更好地为社会服务。实践心得：虽然这次的实践只有短短的几天，而且从事的是比较简单的服务工作，但是通过与各种各样的人接触，还是让我学会了很多道理。首先是明白了守时的重要性。工作和上学是两种完全不同的概念，上学是不迟到很多时候是因为惧怕老师的责怪，而当你走上了工作岗位，这里更多的是由于自己内心的一种责任。这种责任是我学会客服自己的惰性，准时走上自己的岗位。这对我以后的学习生活也是一种鞭策，时刻牢记自己的责任，并努力加强自己的时间观念。其次让我真实的体会到了合作的重要性。虽然我工作的只是小小的一家餐厅，但是从点单到制作到递送到结帐这一环环的工作都是有分工的，只有这样才能使整家店的工作效率都大大的提高。以前虽然在书上看见过很多的团队合作的例子，但这一次是深刻的体会到了，正所谓“众人拾柴火焰高