【基于PLC与组态王的液位控制系统设计与实现8000字（论文）】

[12]。3.4内部地址为了便于阅读和编程需要，定义了内存变量分配表3-1所示，表3-1内存变量分配表名称内部地址名称内部地址功能液位1读取VD0液位1上限设定VD30液位2读取VD4液位1下限设定VD34液位1设定VD8液位2上限设定VD38液位2设定VD12液位2下限设定VD42液位1设定手动VD16流量读取VD50液位2设定手动VD20PID1输出VW300PID1_ModeV182.0PID1_TableVB100PID2_TableVB200PID1PID2的回路起始地址PID1_WSVB182PID2_WSVB282PID1_PVVD100PID2_PVVD200标准化的过程变量PID1_SPVD104PID2_SPVD204标准化的过程中地给定值PID1_OutputVD108PID2_OutputVD208标准化的回路输出计算值PID1_GainVD112PID2_GainVD212回路增益PID1_SampleTimeVD116PID2_SampleTimeVD216采样时间PID1_I_TimeVD120PID2_I_TimeVD220积分时间PID1_D_TimeVD124PID2_D_TimeVD224微分时间PID1_D_CounterVW180PID2_D_CounterVW2803.5流程图设计如图3-1所示；是是是手动自动否自动手动操作上电，系统初始化设定PID参数停止停止是自动运行读取液位，流量否急停？停止，报警启动停止泵启动阀送电液位1PID控制液位2PID控制调节阀开度图3-1系统启动，复制PID的参数。系统开始运行后，读取一个液位1和另一个液位2，流量的模拟测定值，转成一个工程量的测定值。无紧急停止，选择自动控制的操作方式，按下开始启动的按钮，系统工作开始，运行状态指示灯同时点亮，泵动机启动，阀门的直流电源自动接地。液位1和液位2进行PID的调节，液位1的输出来作为液位2的输入选择与启动设定，控制液位调节阀AQW0输出，使整个液位维持稳定状态。3.6梯形图程序液位1读取:VD0，如图3-2把从液位传感器读取的额定液位输入信号0-32000输入转换为0-100.0%的额定实时液位。模拟量通道1，液位1传感器产生的信号由AIW0读取，将AIW0的整数转换为双整数保存在累加器AC0中，累加器AC0双整数变成实数保存在AC0中，AC0除以32000得到的0-1.0的数值，并保存在AC0中，AC0乘以液位最大值100得到液位值，0-100.0保存在VD0中。图3-2液位2读取:VD4，如图3-3把从液位传感器读取的额定液位输入信号0-32000输入转换为0-100.0%的额定实时液位。模拟量通道2，液位2传感器的读取信号由AIW2读取，将AIW2的整数转变为双整数保存在累加器AC0中，累加器AC0双整数变成实数保存在AC0中，AC0除以32000得到的0-1.0的数值保存在AC0中，AC0乘以液位最大值100得到液位值，0-100.0保存在VD4中。图3-3流量读取:VD50，如图3-4将其中读出来的流量控制信号0-32000转换格式为0-1000.0的流量控制信号保存下来到VD50中。模拟量通道3，流量传感器的读取信号由AIW4读取，将AIW4的整数转换成双整数保存在累加器AC0中，累加器AC0双整数变成实数保存在AC0中，AC0除以32000得到的0-1.0的数值保存在AC0中，AC0乘以液位最大值1000得到流量值，0-1000.0保存在VD50中。图3-4PID1控制。如图3-5调用西门子的PID控制子程序。在自动时，Q0.4=1，读取液位1模拟量AIW0与其所设定的一个液位模拟量值VD8进行了比较，按照其所设定的PID1参数，对其输出进行了相应的输入控制，输出同时被保存在VW300中，用于作为PID2的模拟量输入设定数值。在手动时，Q0.4=0，按照模拟信号设定的VD16的值进行模拟信号的输出，控制VW300，用于作为PID2的模拟量输入设定数值。将PID输出的VW300的数值，其中数值区间范围在0-32000转换格式为0-100.0%的实时液位，保存于累加器AC1中，用于作为PID2的输入设定数值。图3-5调用西门子的PID控制子程序。如图3-6在自动时，Q0.4=1，读取液位2的模拟量AIW2与PID0输出的VW300（转换后保存在AC1中），之间进行互相比较，按照所设定的PID2参数值，进行自动控制，输出直接控制模拟量的输出AQW0，用于对调节阀进行开度的控制，输出范围区间0-32000，对应0-10V。在手动时，Q0.4=0，按照所设定的VD20的值来进行信号的输出，从而控制AQW0，并直接控制整个调节阀。图3-6上水箱。如图3-7上限和下限两个液位控制开关均已接通，或者在测量时它所达到的液位1的数值，VD0大于它所设置的高液位，意思是液位到达了高液位，VW300输出的液位值将被系统强制的改变为0。上限和下限两个液位控制开关均没有接通，或者在测量时它所达到的液位1的数值，VD0小于它所设置的低液位，意思是液位到达了低液位，VW300输出液位值被将系统强制的改变为最大值32000。图3-7下水箱。如图3-8上限和下限两个液位控制开关均已接通，或者在测量时它所达到的液位2的数值，VD4大于它所设置的高液位，意思是液位到达高液位，AQW0输出的液位值将被系统强制改变为0。上限和下限两个液位控制开关均没有接通，或者在测量时它所达到的液位2的数值，VD4小于它设置的低液位，意思是液位到达低液位，AQW0输出的液位值将被系统强制改变为最大值32000。图3-84组态画面的设计4.1组态王简介组态王工业监控控制系统管理软件,是一种新型的完全嵌入性智能工业过程自动控制管理系统,传统的全封闭式工业监控管理系统被它以具有国际领先标准化的智能工业监控计算机软、硬件平台等作为技术基础而设计构成的智能集成化工业监控管理系统所逐渐得到替换。4.2组态王变量连接建立完成后变量如图4-1数据词典汇总:图4-1数据词典汇总4.3建立画面根据生产工艺及控制需求要建立一个监测画面，建立上水箱、下水箱、蓄水箱、水泵、调节阀、管道和指示灯。选择开关，启动按钮和停止按钮。主调节器PID参数的设定，副调节器PID参数的设定。所做到的实时监测画面显示结果如图4-2所示；图4-2实际监控画面为了进行仿真和演示，建立了一个仿真画面，如图4-3所示；图4-3仿真画面建立实时曲线画面，如图4-4所示；图4-4实时曲线画面建立历史曲线画面，如图4-5所示；图4-5历史曲线画面为了对需要进行仿真的系统进行动画演示，在仿真画面空白的地方，点击鼠标右键，进行软件画面属性的设置，并点击命令语言如图4-6和图4-7所示；图4-6仿真命令画面属性编写一个命令执行语言，设置为每100毫秒的更新速度。图4-7仿真画面命令语言4.4运行仿真系统画面在绘制完成后，点击画面中的启动按钮，即可启动仿真系统进行运行。如图4-8所示；图4-8仿真运行画面在软件仿真的画面，连接PLC模拟画面，进入模拟PLC的实际检测的画面，连接PLC后就会自动地显示一个实时状态和一个实时的数据，“？？？”就会变成一个实际的数值。如图4-9所示；图4-9实际监控画面实时曲线画面，如图4-10所示；图4-10实时画面历史曲线画面，如图4-11所示；图4-11历史画面结论与展望本系统设计了基于西门子CPU224与组态王监控软件相结合的控制系统来对水箱液位的控制，通过PID控制对水位上限值和下限值的设定值与传感器检测的实际值存在的偏差进行控制。的此系统的构成展现了PLC作为控制器进行工作拥有可靠、稳定性和电动阀的快速、准确性等特点。采用的组态王软件的有点也在水箱液位的控制监测系统中充分的展现了出来，数据直观的显示，对系统更加快捷方便的控制，是该软件最大的特点。液位控制监测系统中以组态技术为核心拥有稳定的工作性能、简单的系统结构和低廉的成本等优点。在设计中也有着不足的地方，我在对于PLC功能指令方面的知识有着不少的欠缺，因此在这一方面付出了很多的时间，系统本身的时变和非线性使得系统跟随行和灵敏度不理想，但是总体来说在对水箱的的液位自动化控制的应用中对于各方面都具有很大的提升，并且具有很高的参考价值，非常值得对该系统进行推广及应用。参考文献朱建军,庞岩,李启涛.基于PLC的水箱液位监控系统的设计[J].科学技术,2019,(15):66-67.廉迎战,林德杰.过程控制仪表及控制系统[M].北京机械工业出版社,2016.卢春华,石峰,范六灿.双容水箱液位控制系统设计[J].山东工业技术,2018(13):128-129.刁攀霞.基于PLC技术的液位控制系统设计[J].科技与创新,2015(5).杨达飞,欧艳华.基于PLC的液位控制系统研究与设计[J].柳州职业技术学院学报,2015(2).于秀娜.基于PLC的液位控制系统设计[J].产业与科技论坛,2014(21).刘勇.组态软件应用技术项目式教程[M].机械工业出版社,2015.杨春曦.虚拟过程控制系统仿真实验教程[M].科学出版社,2017.李彪.基于PLC与组态王的液位控制系统设计与实现[J].湖南科技学院学报,2013,34(08):24-27.王华忠.工业控制系统及应用[M].机械工业出版社,2016.胡开明,李跃忠,傅志坚.基于PLC与组态技术的管道流量测控系统的研究[J].东华理工大学学报(自然科学版),2013,36(01):86-89.LingNing.DevelopmentofAutomaticSortingDeviceforDriedJujubeAppearanceQualityBasedonMachineVision[D].Ya