基于s7-300plc和wincc組態(tài)的單容水箱液位控制-全文預(yù)覽
【正文】 可由 IT（中性點不接地）電源供電 對控制信號的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的 參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應(yīng)用對象進(jìn)行配置 電纜連接簡便 采用模塊化設(shè)計，配置非常靈活 脈沖調(diào)制的頻率高，因而電動機運行的噪音低 保護(hù)特性 : 過電壓 /欠電壓保護(hù) 變頻器過熱保護(hù) 接地故障保護(hù) 短路保護(hù) I2t 電動機過熱保護(hù) PTC 電動機保護(hù) 變頻器參數(shù)設(shè)置 參 數(shù)設(shè)置方面，雖然變頻器參數(shù)眾多，但絕大所數(shù)都可以默認(rèn)為出廠時的設(shè)置值。其 脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪聲。 24VDC； 8 出，24VDC， ，晶體管輸出，光電隔離，擴展溫度范圍 電源模塊采用 PS307 型 MM420 變頻調(diào)速技術(shù) 已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，工業(yè)上經(jīng)常采用變頻 器 對電機實現(xiàn)控制，西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動變頻器的型號為MicreoMaster410/420/430/440，簡稱 MM410/420/430/440,它們的型號與特點如下： MM410 功率 ~ 特點 ：廉價型 MM420 功率 ~11KW 特點 ：通用型 MM430 功率 ~250KW 特點 ：風(fēng)機和水泵專用 MM440 功率 ~250KW 特點： 適用于一切傳動裝置的矢量型 鑒于本系統(tǒng)的一般性和控制對象只是一般容量的實驗性水箱，決定采用通用型 MM420 系列的變頻器。分辨率9,12,14 位，八位模擬量 輸入。 PROFIBUS DP 接口 : 帶有 PROFIBUS DP 主 /從接口的 CPU 314C2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統(tǒng)。 與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 192 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 64 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間； SIMATIC 微型存儲卡（最大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。 除此之 外，該 CPU 還是 帶 有 集成的數(shù)字量和模擬量輸入 /輸出的緊湊型 CPU， 對二進(jìn)制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力 ，這一點對于有較高精度要求的液位控制系統(tǒng)很重要。通過其擴展工作存儲器，該緊湊型 CPU 也適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。 3 按系統(tǒng)要求進(jìn)行硬件連接 4 系統(tǒng)控制程序的編寫與調(diào)試 5 組態(tài)界面的設(shè)計，主要實現(xiàn)通過 WINCC Flexible Smart 觸摸屏組態(tài)界面控制系統(tǒng)的啟動與停止， PID 參數(shù)的輸入與修改，給定液位和實際液位顯示窗口，繪制系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線。采用WINCC flexible 組態(tài)技術(shù)為系統(tǒng)設(shè)計良好的人機界面。而對這些過程量的傳統(tǒng)控 制方法基本上都是依靠高強度的人力勞動，或者傳統(tǒng)的模擬儀表（指針式，浮子式，磁電式，接近開關(guān)，電容式等）來顯示控制被控對象的當(dāng)前值 ，但是這些傳統(tǒng)的控制有其顯著的缺點：對操作人員的要求高，人機界面不友好，控制精度不夠高，特別是當(dāng)系統(tǒng)的模型或者某些參數(shù)發(fā)生變化后，系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性都無法得到保證，所有這些需要迫切解決的問題催生了 21 世紀(jì)以來的各種智能控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，其中一項就是 PID 先進(jìn)控制技術(shù)，這一技術(shù)以其靈活，易操作，控制性能優(yōu)良而廣泛應(yīng)用于各個 生產(chǎn)領(lǐng)域，因此研究 PID 在液位控制方面的應(yīng)用具有很高的使用 價值。 關(guān)鍵詞：單容水箱；液位控制； PLC； WINCC flexible PID 第一章 引言 簡介 過程控制是自動化技術(shù)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，它是指對液位，溫度，配比，流量，壓力等過程量的實時監(jiān)控。并運用西門子 WINCC flexible SMART 觸摸屏系列組態(tài)產(chǎn)品，為系統(tǒng)設(shè)計了界面良好的人機界面，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控。此外工礦企業(yè)的排水與給水，如果排水與給水控制失調(diào)，則會影響車間的生產(chǎn)狀況；鍋爐汽包液位的控制，如果鍋爐內(nèi)液位過低，可能會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部溫度過高，可能引發(fā)生產(chǎn)事故，此外還有精餾塔液位的控制等等。 以 S7300PLC 為控制器，將液位信號經(jīng)液位變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)4~20mA 電流信號送至 PLC，經(jīng)過 PID 控制算法處理數(shù)據(jù)，并將控制信號經(jīng) D\A 變送裝置控制變頻器，從而控制壓力泵控制水箱進(jìn)水速度，最終使得箱內(nèi)液位恒定在給定值，實現(xiàn)無差控制液位。 2 對 PLC 進(jìn)行硬件組態(tài)，并進(jìn)行 I/O 分配。 西門子 CPU 314C2 DP 是緊湊型 CPU，適合安裝在分布式結(jié)構(gòu)中。這使得 CPU 314C2 PN/DP 可作為進(jìn)行快速處理的分布式單元使用，也可作為 PROFIBUS 和 PROFINET 系統(tǒng)中具有低端現(xiàn)場總線系統(tǒng)的上位控制器。 每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時間約 60ns，每條浮點數(shù)運行指令約 . 擴展存儲器 。通過 “全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊 ”， MPI 可以用來建立最多 16 個CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。在后續(xù)的組態(tài)設(shè)計中將應(yīng)用到Step7 中的 HMI 集成功能 模擬量輸入采用 SM331,命令地址為 6ES 3317KF020AB0，標(biāo)稱型號 AI8*12Bit,光電隔離， U/I/熱電偶 /電阻中斷，診斷 。 數(shù)字量輸入輸出模塊 SM323， 8 輸入， 8 輸出。因此，它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。由于 MiCROMASTER420 具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù) 以后，它也可以用于更高級的電動機控制系統(tǒng)，它既可以用于單機驅(qū)動系統(tǒng)，也可集成到自動化系統(tǒng)中。操作面板控制就是利用變頻器本身的操作面板進(jìn)行啟，停，正反轉(zhuǎn)和調(diào)速控制；外部信號控制指變頻器按外部輸入信號來改變電動機的運行狀 態(tài)。液位傳感器由
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