【正文】 gn, the author is mainly responsible for the mathematical model and control algorithm design, so the design used in the paper referred to was more PID algorithm, PLC in less knowledge. Main contents of this article: PLC creation and definition, process control, development, and water tanks and experiment to determine the characteristics curve analysis, FX2 series PLC hardware control, PID tuning parameters and various parameters of the control performance parison, the application PID control algorithm obtained experimental curve analysis, the entire system, introduce and explain the various parts of the PLC process control mands to control the tank level PID instruction.Keywords：FX2 series PLC, the control object characteristics, PID control algorithm, to expand the critical proportion method, PID instruction, experimental.目 錄中文摘要 I英文摘要 II1 緒論 1 PLC的產(chǎn)生、定義及現(xiàn)狀 定義 1 1 主要內(nèi)容 意義 3 32 FX2系列PLC和控制對象介紹 5 三菱PLC控制系統(tǒng) 5 CPU模塊 5 I/O模塊 6 6 過程建模 6 一階單容上水箱對象特性 6 二階雙容下水箱對象特性 113 PID調(diào)節(jié)及串級控制系統(tǒng) 15 PID調(diào)節(jié)的各個環(huán)節(jié)及其調(diào)節(jié)過程 15 16 16 17 串級控制 18 18 19 19 擴(kuò)充臨界比例度法 21 三菱FX2系列PLC中PID指令的使用 22 23 23 254 控制方案設(shè)計 27 系統(tǒng)設(shè)計 27 27 29 硬件設(shè)計 29 29 30 315 運行 32 上水箱液位比例調(diào)節(jié) 32 上水箱液位比例積分調(diào)節(jié) 32 上水箱液位比例積分微分調(diào)節(jié) 32致 謝 35參考文獻(xiàn) 36論文原創(chuàng)性聲明1 緒論 PLC的產(chǎn)生、定義及現(xiàn)狀、定義一、可編程控制器的產(chǎn)生20世紀(jì)60年代，在世界技術(shù)改造的沖擊下，要求尋找一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。 進(jìn)入90年代以來，自動化技術(shù)發(fā)展很快，并取得了驚人的成就，已成為國家高科技的重要分支?？v觀過程控制的發(fā)展歷史，大致經(jīng)歷了下述幾個階段：50年代前后，過程控制開始得到發(fā)展。對全工廠或整個工藝流程的集中控制、應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行多參數(shù)綜合控制，或者用多臺計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和經(jīng)營管理，是這一階段的主要特征。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及時。三、控制方案的選取，一個好的方案會讓系統(tǒng)更加完美，所以方案的選取也非常重要。診斷電源、PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤。根據(jù)PLC的設(shè)計特點，它對電源并無特殊需求，它可使用一般工業(yè)電源。液位過程，其流入量，改變閥1的開度可以改變的大小。消去中間變量的方法很多，如可用代數(shù)代換法，可用信號流圖法，也可用畫方框圖的方法。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，過程的純時延問題是經(jīng)常碰到的。 單容過程及其響應(yīng)曲線。0Q000 雙容過程及其響應(yīng)曲線（a）所示為兩只水箱串聯(lián)工作的雙容過程。對與無自衡能力的雙容過程，圖中，被控量為，輸入量為。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。純比例調(diào)節(jié)只能用于干擾較小、滯后較小，而時間常數(shù)又不太小的對象。在生產(chǎn)實際中，有經(jīng)驗的工人總是既根據(jù)偏差的大小來改變閥門的開度大?。ū壤饔茫?，同時又根據(jù)偏差變化速度的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。適當(dāng)選取這三個參數(shù)值，就可以獲得良好的調(diào)節(jié)質(zhì)量。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過程和主過程構(gòu)成。四、對負(fù)荷變化的適應(yīng)性較強(qiáng)。 (3) 副被控過程的滯后不能太大，以保持副回路的快速相應(yīng)特性。原則上，在設(shè)計中要保證主、副回路擾動數(shù)量、時間常數(shù)之比值在3～10之間。 3) 主、副調(diào)節(jié)器正反作用方式的確定 一個過程控制系統(tǒng)正常工作必須保證采用的反饋是負(fù)反饋，及其主通道各環(huán)節(jié)放大系數(shù)極性乘積必須為正值。根據(jù)單回路控制系統(tǒng)設(shè)計中介紹的閉合系統(tǒng)必須為負(fù)反饋控制系統(tǒng)設(shè)計原則，即閉環(huán)各環(huán)節(jié)比例度乘積必須為正，故主調(diào)節(jié)器均選用反作用調(diào)節(jié)器，副調(diào)節(jié)器均選用反作用調(diào)節(jié)器。逐漸減小比例度，即減小，直至系統(tǒng)對輸入的階躍信號的響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩（穩(wěn)定邊緣），將這時的比例放大系數(shù)記為,臨界振蕩周期記為。[S1]：存放設(shè)定值（SV）的地址。[S3]+3：比例增益（），1%32767%。[S3]+23：輸出變化量（減方）報警設(shè)定值，032767。X0PIDD0D1D100D150[S1]S2S3D PID指令的應(yīng)用 PID控制器調(diào)節(jié)輸出，保證偏差(e)為零，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在數(shù)字計算機(jī)中，不保存所有的誤差項，實際上也不必要。輸出變量是由PID運算產(chǎn)生的，所以在每一次PID運算完成之后，需更新回路表中的輸出值， 。手工調(diào)整積分項前值時，必須小心謹(jǐn)慎。其中SP為給定信號，由用戶通過計算機(jī)設(shè)定，PV為控制變量，它們的差是PID調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號，經(jīng)過PLC的PID程序運算后輸出，調(diào)節(jié)器的輸出信號經(jīng)過PLC的D/A轉(zhuǎn)換成420mA的模擬電信號后輸出到電動調(diào)節(jié)閥中調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，以控制水的流量，使水箱的液位保持設(shè)定值。主對象副對象執(zhí)行器PID1PID2A/DD/A主變送器副變送器A/DSP+————PVe 上下水箱控制方框圖在這里，執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍然是電動調(diào)節(jié)閥，依舊由PLC經(jīng)過PID算法后控制它的開度以控制水管里的水流量，控制兩個水箱的水位。系統(tǒng)中用到的液位變送器是浙江浙大中控自動化儀表有限公司生產(chǎn)的中控儀表SP0018G壓力變送器，屬于靜壓力式液位變送器，量程為010KPa，精度為 ，由24V直流電源供電，可以從PLC的電源中獲得，輸出為420mA直流。來自PLC的模擬量輸出DC420mA信號Ii與位置反饋信號If進(jìn)行比較，其差值經(jīng)放大后，控制伺服電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，再經(jīng)減速器后，改變調(diào)節(jié)器的開度，同時輸出軸的位移，經(jīng)位置發(fā)生器轉(zhuǎn)換成電流信號If。上電X1開始X2檢測X3A/D轉(zhuǎn)換X4傳送X5PID調(diào)節(jié)X6D/A轉(zhuǎn)換X7循環(huán)X8重新啟動X9M1M2M3M4M5M6M7開始燈閃爍Y0輸入設(shè)定值Y1，并啟動水泵Y2上限報警Y3，下限報警Y4A/D轉(zhuǎn)換輸出Y5Y1與Y5進(jìn)行偏差計算輸出Y6進(jìn)行PID調(diào)節(jié)輸出Y7D/A轉(zhuǎn)換輸出Y8閥門開度 上水箱流程圖5 運行 上水箱液位比例調(diào)節(jié)，被調(diào)參數(shù)是上水箱的液位。+=tttt0000ttttt00000 PID階躍響應(yīng)實驗曲線圖6 結(jié)論通過本次畢業(yè)論文的創(chuàng)作，我知道了液位控制系統(tǒng)在生活中的重要性。感謝謝老師、王老師、程老師等對我的教育培養(yǎng)。老師為我提供了良好的研究條件，謹(jǐn)向各位同仁表示誠摯的敬意和謝忱。對于前人以前的所做的液位控制系統(tǒng)本系統(tǒng)更加的人性化，