【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(duì)象介紹 5 三菱PLC控制系統(tǒng) 5 CPU模塊 5 I/O模塊 6 6 過(guò)程建模 6 一階單容上水箱對(duì)象特性 6 二階雙容下水箱對(duì)象特性 113 PID調(diào)節(jié)及串級(jí)控制系統(tǒng) 15 PID調(diào)節(jié)的各個(gè)環(huán)節(jié)及其調(diào)節(jié)過(guò)程 15 16 16 17 串級(jí)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(jì) 27 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 27 29 硬件設(shè)計(jì) 29 29 30 315 運(yùn)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(guó)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(zhǎng)足的發(fā)展。 進(jìn)入90年代以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，并取得了驚人的成就，已成為國(guó)家高科技的重要分支。縱觀過(guò)程控制的發(fā)展歷史，大致經(jīng)歷了下述幾個(gè)階段：50年代前后，過(guò)程控制開(kāi)始得到發(fā)展。對(duì)全工廠或整個(gè)工藝流程的集中控制、應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行多參數(shù)綜合控制，或者用多臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和經(jīng)營(yíng)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(shí)。三、控制方案的選取，一個(gè)好的方案會(huì)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(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。根據(jù)PLC的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，它對(duì)電源并無(wú)特殊需求，它可使用一般工業(yè)電源。液位過(guò)程，其流入量，改變閥1的開(kāi)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(hào)流圖法，也可用畫(huà)方框圖的方法。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)程的純時(shí)延問(wèn)題是經(jīng)常碰到的。 單容過(guò)程及其響應(yīng)曲線。0Q000 雙容過(guò)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(guò)程。對(duì)與無(wú)自衡能力的雙容過(guò)程，圖中，被控量為，輸入量為。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，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(xiàng)”。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，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(shí)間常數(shù)又不太小的對(duì)象。在生產(chǎn)實(shí)際中，有經(jīng)驗(yàn)的工人總是既根據(jù)偏差的大小來(lái)改變閥門(mén)的開(kāi)度大?。ū壤饔茫瑫r(shí)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(gè)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(cè)變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過(guò)程構(gòu)成；主回路由主變量檢測(cè)變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過(guò)程和主過(guò)程構(gòu)成。四、對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性較強(qiáng)。 (3) 副被控過(guò)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(jì)中要保證主、副回路擾動(dòng)數(shù)量、時(shí)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(gè)過(guò)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(jì)中介紹的閉合系統(tǒng)必須為負(fù)反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)輸入的階躍信號(hào)的響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩（穩(wěn)定邊緣），將這時(shí)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(bào)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(jì)算機(jī)中，不保存所有的誤差項(xiàng)，實(shí)際上也不必要。輸出變量是由PID運(yùn)算產(chǎn)生的，所以在每一次PID運(yùn)算完成之后，需更新回路表中的輸出值， 。手工調(diào)整積分項(xiàng)前值時(shí)，必須小心謹(jǐn)慎。其中SP為給定信號(hào)，由用戶通過(guò)計(jì)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(hào)，經(jīng)過(guò)PLC的PID程序運(yùn)算后輸出，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)PLC的D/A轉(zhuǎn)換成420mA的模擬電信號(hào)后輸出到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以控制水的流量，使水箱的液位保持設(shè)定值。主對(duì)象副對(duì)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(dòng)調(diào)節(jié)閥，依舊由PLC經(jīng)過(guò)PID算法后控制它的開(kāi)度以控制水管里的水流量，控制兩個(gè)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(dòng)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(lái)自PLC的模擬量輸出DC420mA信號(hào)Ii與位置反饋信號(hào)If進(jìn)行比較，其差值經(jīng)放大后，控制伺服電動(dòng)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(kāi)度，同時(shí)輸出軸的位移，經(jīng)位置發(fā)生器轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)If。上電X1開(kāi)始X2檢測(cè)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(dòng)X9M1M2M3M4M5M6M7開(kāi)始燈閃爍Y0輸入設(shè)定值Y1，并啟動(dòng)水泵Y2上限報(bào)警Y3，下限報(bào)警Y4A/D轉(zhuǎn)換輸出Y5Y1與Y5進(jìn)行偏差計(jì)算輸出Y6進(jìn)行PID調(diào)節(jié)輸出Y7D/A轉(zhuǎn)換輸出Y8閥門(mén)開(kāi)度 上水箱流程圖5 運(yùn)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(shí)驗(yàn)曲線圖6 結(jié)論通過(guò)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(duì)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(chéng)摯的敬意和謝忱。對(duì)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，