【正文】 在在線調(diào)節(jié)時為了讀數(shù)方便而設(shè)定的，但是當(dāng)選擇 20%偏移量后，便不可更改。 起初的圖像曲線，效果極差，圖像震蕩很嚴(yán)重。 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 21 第五章 注意事項 安全注意事項 防止觸電 嚴(yán)格要求系統(tǒng)可靠接地，包括現(xiàn)場對象系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，極低電阻不大于 4歐姆。 各個段子上的電壓只能使用額定電壓，以防爆炸，損壞。另外，還包括外圍接口如人機(jī)界面 等。同時，還有感謝羅克韋爾實驗室為本次課程設(shè)計提供的實驗設(shè)備，讓我們在這次試驗中充分發(fā)揮了動手能力，將學(xué)到的知識應(yīng)用于實踐。 ? PLC 的特點及分類。 在水箱水位沒有達(dá)到一定高度，不能啟動調(diào)壓器輸出，否則可能損壞硬件。 S7200 的模擬量 I/O 地址總是以 2 個通道 /模塊的規(guī)律增加。 先調(diào)節(jié)比例，初始設(shè)為 10 左右，直至過程曲線比較平穩(wěn)后，再根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差的大小對積分時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。 編程 PLC 編程 采用 s7200 的 PID 向?qū)Ь幊? 從工具欄中選擇指令向?qū)? 選擇 PID，如下圖 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 10 給定值即設(shè)定值，范圍最好根據(jù)控制量的上下限進(jìn)行設(shè)置，如此設(shè)置，在對液位進(jìn)行調(diào)整時便于理解，如液位為 0 到 100mm，可以采用此缺省值，則設(shè)定值輸入 50 時，說明我們想要的理想值便是 50mm（沒有硬性規(guī)定，依個人習(xí)慣，當(dāng)你輸入某個值 時，計算機(jī)得到的是一個比例數(shù)，只要便于自己理解和記憶即可） 比例、積分和微分，初調(diào)時積分調(diào)為無窮大，微分設(shè)為 0，只保留比例功能，在線調(diào)整穩(wěn)定后再視情況加積分和微分，采樣時間采取缺省值 過程值本次實驗采用單極性，如果傳感器傳出的模擬量有正有負(fù)才選用雙極性，因為此壓力傳感器輸出為 4 到 20mA，故勾選“使用 20%偏移量”。積分控制規(guī)律對系統(tǒng)性能的影響如下： （ 1） 對動態(tài)性能的影響： 積分控制參數(shù) Ti 通常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性能東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 7 下降。它能較快的克服擾動影響，使系統(tǒng)穩(wěn)定下來，但有余差。 （ 1）基本單元（ CPU） S7200 CPU 將一個微處理器、一個集成的電源和若干數(shù)字量 I/O點集成在一個緊湊的封裝中，組成了一個功能強(qiáng)大的 PLC。根據(jù)動態(tài)物料平衡關(guān)系，有： 12 dhQ Q A dt?? 寫成增量形式： 12 dhQ Q A dt?? ? ? ? …… 1 式中， 1Q? 、 2Q? 和 h? 分別為偏離某平衡狀態(tài) 10Q 、 20Q 和 0h 的增量， A 為水箱的橫截面積。 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 3 第二章 設(shè)計任務(wù)與要求 本文研究的目的、意義 意義 ： 在自動化控制的工業(yè)生產(chǎn)過程中，一個很重要的控制參數(shù)就是液位。由于它便于直接觀察、容易測量、獲取方便、過程時間常數(shù)一般比較小、價格低廉等特點，所以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)測量。能夠較好的克服擾動。 自動控制系統(tǒng) 課程設(shè)計 設(shè)計題目 ： 基于 PLC 的水箱液位 PID 控制 專 業(yè) ： 自動化 學(xué) 號 ： 姓 名 ： 指導(dǎo)老師 ： 成 績： 控制工程學(xué)院 完成時間 ： 2020 年 7 月 4 日 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 基于 PLC 的水箱液位 PID 控制 摘 要 本設(shè)計的課題是基于 PLC 的 水箱 液位 PID 控制。交流電動機(jī)帶動泵通過入水閥門向上水箱供水 ,出水閥門同時向外排水 ,令入水的速度大于出水的速度 ,達(dá)到被控參數(shù) (液位 )的動態(tài)調(diào)整。液位控制是工業(yè)生產(chǎn)中典型的過程控制問題，對液位準(zhǔn)確的測量和有效的控制是一些設(shè)備優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要指標(biāo)。本課題針對液位控制設(shè)計了一個由液位傳感器、 PLC、變頻器等組成的系統(tǒng)，并采用了 PID 算法對其控制。 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 4 第三章 設(shè)計基礎(chǔ)儲備 建模過程 系統(tǒng)示意圖如圖 31 所示： 圖 單容液位水箱示意圖 其具體的建模過程為：被控過程的數(shù)學(xué)模型就是液位高度 h 與流入量 Q1 之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 SIMATIC S7— 200PLC 系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元（ CPU 模塊）、擴(kuò)展單元（接口模塊）、編程器、通信電纜、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。 PID 調(diào)節(jié)器的微分方程 ?????? ??? ? t DIP dttdeTdtteTteKtu0)()(1)()( 式中 )()()( tctrte ?? PID 調(diào)節(jié)器的傳輸函數(shù) ?????? ???? STSTKSE SUSD DIP11)( )()( 、 PID 調(diào)節(jié)器各校正環(huán)節(jié)的作用 1. 比例作用 (P) 比例控制作用是最基本的控制規(guī)律。積分能消除余差，適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、被控參數(shù)不允許有余差的場合，如某些流量、液位要求無余差的控制系統(tǒng)。 再者沒有用到的模擬量輸入口，則要按標(biāo)準(zhǔn)短接，如下圖中的“未用” 需要注意的是，信號線不要太長，且傳感器與 CPU 要使用同一個電源供電 圖 EM231 模擬量輸入接線圖 變頻器接線 東 北 大 學(xué) 秦 皇 島 分 校 課 程 設(shè) 計 用 紙 9 圖 變頻器接線圖 用到的端口有 14 和 15，其中 14 接 EM232 的 M0 口， 15 接 EM232 的 IO 口。不同的控制對象和控制環(huán)境需要不同的 PID 參 數(shù)，即使是同一個控制對象和控制環(huán)境，對控制品質(zhì)的不同要求也需要對 PID 參數(shù)重新進(jìn)行整定。 CPU 224 XP 本體上的模擬量輸入通道的地址為 AIW0 和 AIW2；