【正文】 在接線時(shí)，直接從另一個(gè)架子上的端子排引的信號(hào)線（沒有斷開傳 感器與另一個(gè)架子的連接，可能有未知的干擾），讀數(shù)始終為 32760，單獨(dú)從傳感器引線（斷開其與其他設(shè)備的連接）后，問題解決 注意事項(xiàng)， EM231 的輸入端的 M 要與 CPU 的，或者模塊的 M 端接在一起（傳感器與模塊使用同一個(gè)電源），為了抑制共模電壓 關(guān)于模擬量地址 CPU 224 XP 在 CPU 上集成了兩個(gè)模擬量輸入端口和一個(gè)模擬量輸出端口。 起初的圖像曲線，效果極差，圖像震蕩很嚴(yán)重。 鍋爐系統(tǒng)中的電機(jī)，允許的最大頻率為 50HZ，但是在試驗(yàn)中，當(dāng)電機(jī)在 50HZ 運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生了太大的噪聲，故，將變頻器的最大頻率設(shè)為了 40HZ，由于擔(dān)心電機(jī)不斷的起停會(huì)對(duì)電機(jī)造成太大損壞，故將最小頻率設(shè)為了 1 本次實(shí)驗(yàn)采用的是手動(dòng)停止和啟動(dòng)變頻器，故要對(duì)啟動(dòng)源和停止源進(jìn)行設(shè)置 到這里，編程就完成了，很簡(jiǎn)單 注意：變頻器更改參數(shù)前，要讓變頻器停止工作 、調(diào)試 本設(shè)計(jì)中最主要的連機(jī)調(diào)試過程是進(jìn)行 PID 參數(shù)整定。過程變量的值，只是在在線調(diào)節(jié)時(shí)為了讀數(shù)方便而設(shè)定的，但是當(dāng)選擇 20%偏移量后，便不可更改。二線制就是傳感器只有兩根線，傳感器與處理器串聯(lián)接入電路），然后根據(jù)實(shí)際情況按下圖接線，圖中的 PS 指的是“外部供電 —— 四線制”的接法，而 L+和 M指的是“外部電源 —— 二線制”的接法。 （ 2） 對(duì)穩(wěn)態(tài)性能的 影響： 積分控制參數(shù)能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ，提高控制系統(tǒng)的控制精度。其中 PI 控制規(guī)律是應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。比例控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響如下： （ 1） 對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響 :比例控制 參數(shù) Kc 加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏， 速度加快； Kc 偏大， 振蕩次數(shù)加多， 調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)； 當(dāng) Kc 太大時(shí) ， 系統(tǒng)就會(huì)趨于不穩(wěn)定； 若 Kc 太小， 又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。 PID 控制算法 、模擬 PID 控制系統(tǒng)組成 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 6 圖 模擬 PID控制系統(tǒng)原理框圖 、模擬 PID 調(diào)節(jié)器的微分方程和傳輸函數(shù) PID 調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，它將給定值 r(t)與實(shí)際輸出值 c(t)的偏差的比例 (P)、積分 (I)、微分 (D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。 本設(shè)計(jì)用到的 cpu 模塊為 CPU 224 XP （ 2） 擴(kuò)展模塊 EM231 EM231是 4個(gè)模擬量輸入模塊，直接與液位傳感器的輸出端連接，實(shí)時(shí)采集液位高度。 S7— 200系列 PLC 在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮其強(qiáng)大功能，使用范圍從替代繼電 器 的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及 民用領(lǐng)域，包括水電、核電、火電、各種輸電、用電設(shè)施，各種機(jī)床、機(jī)械，環(huán)境保護(hù)設(shè)備及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等。 1Q 發(fā)生變化，液位 h 也隨之變化，使水箱出口處靜壓力發(fā)生變化，因此 2Q 也發(fā)生變化，與 h 的近似線性關(guān)系為： 2 2hQ R??? ………… 2 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 5 式中， R2 為閥門 2 的阻力系數(shù)，稱為液阻。交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵通過入水閥門向上 水箱供水 ,出水閥門同時(shí)向外排水 ,令入水的速度大于出水的速度 ,達(dá)到被控參數(shù) (液位 )的動(dòng)態(tài)調(diào)整。隨著現(xiàn)在工業(yè)控制的要求越來越高，一般的自動(dòng)化控制已經(jīng)也不能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)控制的需求，所以我們就又引入了可編程邏輯控制（又稱 PLC）。因此液位控制裝置的可靠性與控制方案的準(zhǔn) 確性是影響整個(gè)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。即使在美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家 ， PID 控制的使用率仍達(dá) 90%，可見 PID 控制在工業(yè)過程控制中占有異常重要的地位。 液面高度 是工業(yè)控制過程中一個(gè)重要的參數(shù)，特別是在動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對(duì)液位進(jìn)行檢測(cè)、控制，能收到很好的效果。它以微處理器為核心，有機(jī)地將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)及通信技術(shù)容為一體，主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制，隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍。用液位參數(shù)為被控對(duì)象。 本文的主要內(nèi)容包括： PLC 的產(chǎn)生和定義、過程控制的發(fā)展、 水箱的特性確定與實(shí)驗(yàn)曲線分析， S7200 系列 可編程控制器的硬件掌握， PID 參數(shù)的整定及各個(gè)參數(shù)的控制性能的比較，應(yīng) PID 控制算法所得到的實(shí)驗(yàn)曲線分析，整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分的介紹和 講解 PLC 的過程控制指令 PID 指令 來控制水箱水位。在設(shè)計(jì)中，主要是 數(shù)學(xué)模型的建立和 控制算法的設(shè)計(jì)，因此在論文 設(shè)計(jì) 中用到的 PID 算法較多 ，而在 PLC 方面的知識(shí)較少 。 致 謝 ............................................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ............................................................................................... 23 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 1 東北大學(xué)秦皇島分?？刂乒こ虒W(xué)院 《自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè) 自動(dòng)化 班級(jí) 姓名 設(shè)計(jì)題目： 基于 PLC 的水箱液位 PID 控制 一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件 地 點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)設(shè)備： S7200PLC、變頻器、水箱 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)用 PLC 控制的 PID 水箱液位控制 ,控制的任務(wù)是使水箱的液位等于給定值 ,減小或消除來自系統(tǒng)內(nèi)部或外部擾動(dòng)的影響。 三、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容 設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)任務(wù)（設(shè)計(jì)任務(wù)書） 前言（緒論） (設(shè)計(jì)的目的、意義等 ) 主體設(shè)計(jì)部分 參考文獻(xiàn) 結(jié)束語 四、設(shè)計(jì)時(shí)間與設(shè)計(jì)時(shí)間安排 設(shè)計(jì)時(shí)間： 6 月 23 日～ 7 月 4 日 設(shè)計(jì)時(shí)間安排： 熟悉課題、收集資料： 3 天（ 6 月 23 日～ 6 月 25 日 ) 具體設(shè)計(jì)（含上機(jī)實(shí)驗(yàn)）： 6 天（ 6 月 26 日～ 7 月 1 日 ) 編寫課程設(shè)計(jì)說明書： 2 天（ 7 月 2 日～ 7 月 3 日 ) 答辯： 1 天（ 7 月 4 日） 東 北 大 學(xué)