【正文】 CD 顯示；自動(dòng)監(jiān)控功能；所有輸出信號(hào)的內(nèi)部仿真輸出功能；監(jiān)控傳感器在使用中的感應(yīng)電流和電級(jí)的在線功能；脈沖的模擬量輸出和數(shù)字量輸出，儀表狀態(tài)，極限值，流向和頻率的輸出；禁止或允許累積量清零，禁止或能關(guān)閉測(cè)量儀表。通過故障信號(hào)的指示，例如執(zhí)行器隔膜的損壞、動(dòng)作滯后等，用戶可利用適當(dāng)?shù)木S護(hù)策略保證系統(tǒng)可靠。亦可從PROFIBUS （SIPART PS2 PA ）總線信號(hào)中獲取電源。做為實(shí)現(xiàn)這種功能的標(biāo)準(zhǔn)配置已經(jīng)集成二進(jìn)制輸入到基型產(chǎn)品中。電源控制臺(tái)（僅早期控制系統(tǒng)需依賴電源控制臺(tái)，升級(jí)后的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)本身已集成電源控制部分）電源控制屏面板：充分考慮人身安全保護(hù)，帶有漏電保護(hù)空氣開關(guān)、電壓型漏電保護(hù)器、電流型漏電保護(hù)器。其中一只為三相380V 恒壓驅(qū)動(dòng)，另一只為三相變頻 220V 輸出驅(qū)動(dòng)。輸出：4～20mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。其中儲(chǔ)水箱底有一個(gè)出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時(shí)，將球閥打開讓水直接排出。模擬鍋爐：此鍋爐采用不銹鋼制成，由加熱層（內(nèi)膽）和冷卻層（夾套）組成。系統(tǒng)動(dòng)力支路分兩路：一路由三相（380V 交流）磁力驅(qū)動(dòng)泵、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、交流電磁閥、西門子電磁流量計(jì)及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成；另一路由西門子變頻器、三相磁力驅(qū)動(dòng)泵（220V 變頻） 、渦輪流量計(jì)及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成。第四部分 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)本部分介紹了監(jiān)控軟件的發(fā)展歷程以及其在過程控制系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，給出了組態(tài)軟件 WINCC 的功能特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，并用 WINCC 實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)。監(jiān)控層的軟件功能由監(jiān)控組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)。目前自動(dòng)化領(lǐng)域主要的發(fā)展方向是企. . . . .學(xué)習(xí)參考業(yè)層和車間層的融合。但小型化是有限度的，并不是越少越好。因此，可靠性和抗干擾能力都很強(qiáng)。最早的 PLC 用于邏輯(順序)控制內(nèi)存小功能單一。 現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)如下：現(xiàn)場(chǎng)總線使自控設(shè)備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡(luò)的行列，為其應(yīng)用開拓了更為廣闊. . . . .學(xué)習(xí)參考的領(lǐng)域； 一對(duì)雙絞線上可掛接多個(gè)控制設(shè)備， 便于節(jié)省安裝費(fèi)用； 　 節(jié)省維護(hù)開銷； 　 提高了系統(tǒng)的可靠性； 　 為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)。簡(jiǎn)而言之，它是把單個(gè)分散的測(cè)量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，共同完成自動(dòng)控制任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)它給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來了巨大的變化，如同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和英特網(wǎng)給計(jì)算機(jī)帶來的變化等等。智能化是過程控制的發(fā)展必然趨勢(shì)，對(duì)工業(yè)的發(fā)展有著十分重要而現(xiàn)實(shí)的意義。PLC 可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯編程及簡(jiǎn)單的算法編程，但是對(duì)于先進(jìn)控制算法，如模糊控制算法等涉及到矩陣運(yùn)算，由于算法本身的復(fù)雜性，單純依靠 PLC 編程功能已經(jīng)不能滿足要求；組態(tài)軟件編程語言雖然簡(jiǎn)單，但大多數(shù)是腳本語言，在處理算法方面仍然存在諸多不便。雙容水箱液位的控制作為過程控制的一種，由于其自身存在滯后，對(duì)象隨負(fù)荷變化而表現(xiàn)非線性特性及控制系統(tǒng)比較復(fù)雜的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制不能達(dá)到滿意的控制效果，所以本文在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) FCS 設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，介紹了一種基于西門子 STEP 7 和組態(tài)軟件 WINCC（Windows Control Center）的雙容水箱的液位串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程?，F(xiàn)場(chǎng)總線作為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。 35創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識(shí)，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價(jià)值。能周密合理地根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)技能去發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問題，并且按期圓滿完成了規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。第四階段 論文寫作 5 月 06 日—5 月 25 日 開始撰寫論文，進(jìn)一步熟悉相關(guān)知識(shí)，完成論文初稿，并對(duì)論文進(jìn)行修改。串級(jí)控制系統(tǒng)采 用 兩 套 檢 測(cè) 變 送 器 和 兩 個(gè) 調(diào) 節(jié) 器 ， 前 一 個(gè) 調(diào) 節(jié) 器 的 輸 出 作 為 后 一 個(gè) 調(diào) 節(jié) 器 的 設(shè)定 ， 后 一 個(gè) 調(diào) 節(jié) 器 的 輸 出 送 往 調(diào) 節(jié) 閥 。組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和 1/0 設(shè)備，與高性能的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。在提高生產(chǎn)力、全球化、創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的要求推動(dòng)下，信息、通訊、控制和動(dòng)力的融合是自動(dòng)化發(fā)展的必由之路。因?yàn)樽枞菰鹊捏w積很難縮小而抗干擾措施需要這些分立元件。PLC 在長期應(yīng)用中，經(jīng)受了考驗(yàn)，幾乎成為高可靠性的代名詞。但是，在回路調(diào)節(jié)時(shí)。隨著近年來現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的日益成熟和完善，其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。配置圖如下：（2）程序編寫 采用西門子提供的 PLC 編程語言編寫控制程序，主要是對(duì) PID 控制模塊的調(diào)用。. . . . .學(xué)習(xí)參考 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 材 料 系 、 部： 電氣與信息工程系 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講 師 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí)： 0703 學(xué) 號(hào)： 410070321 . . . . .學(xué)習(xí)參考2022 年 6 月. . . . .學(xué)習(xí)參考湖南工學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書系： 電氣與信息工程系 專業(yè)：自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名課題名稱 基于 PLC 和組態(tài)技術(shù)的水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)內(nèi)容： 對(duì)串級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模和參數(shù)整定，第一步整定副調(diào)節(jié)器參數(shù)，第二步整定主調(diào)節(jié)器參數(shù)。控制系統(tǒng)下位機(jī)軟件組態(tài)配置和程序編寫. . . . .學(xué)習(xí)參考 （1）組態(tài)配置 利用 step7 軟件對(duì)對(duì)象系統(tǒng)進(jìn)行正確配置。所以可以很方便地與因特網(wǎng)（Inter） 、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Inter ）相連。完全用于邏輯(順序)控制內(nèi)存小功能單一。因此，可靠性和抗干擾能力都很強(qiáng)。但小型化是有限度的，并不是越少越好。目前自動(dòng)化領(lǐng)域主要的發(fā)展方向是企業(yè)層和. . . . .學(xué)習(xí)參考車間層的融合。監(jiān)控層的軟件功能由監(jiān)控組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)。擬解決的關(guān)鍵問題：本次設(shè)計(jì)的要求是對(duì)進(jìn)行參數(shù)整定和組態(tài)研究，要做好這次設(shè)計(jì)，首先必須深入了解串級(jí)控制系統(tǒng)的工作原理，再次熟練掌握 STEP7 和 WINCC 軟件的操作。第三階段 整理收集的資料5 月 01 日—5 月 05 日 分析、綜合、整理課題相關(guān)的資料，理順設(shè)計(jì)思路，為撰寫論文做準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日系部意見：負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日. . . . .學(xué)習(xí)參考湖南工學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表 系： 電氣與信息工程系 專業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 410070321 班 級(jí) 自本 0703專 業(yè) 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名課題名稱 基于 PLC 和組態(tài)技術(shù)的水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)語：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力；）黃勇同學(xué)具有獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、閱讀外文資料的能力，有獲取加工各種新知識(shí)的能力。 10設(shè)計(jì)質(zhì)量 論證、分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理。本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于：是在 THFCS1 現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并用組態(tài)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控。液位控制問題是工業(yè)生產(chǎn)過程中的一類常見問題，例如在飲料、食品加工，溶液過建，化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程都需要對(duì)液位進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。?PLC、組態(tài)軟件為單元，可以組成從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種工業(yè)控制系統(tǒng)。其發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)方面： 局部自動(dòng)化階段（50年代） 過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)階段（60年代） 集中控制、多參數(shù)控制階段（70年代） 集散控制階段（80年代以后） 目前過程控制正走向高級(jí)階段的未來，不論是從過程控制的歷史和現(xiàn)狀看，還是從過程控制發(fā)展的必要性、可能性來看，過程控制是朝著綜合化、智能化的方向發(fā)展，即計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)：以智能控制理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為主要手段，對(duì)企業(yè)的經(jīng)營、計(jì)劃、調(diào)度、管理和控制全面綜合，實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)庫到產(chǎn)品出廠的自動(dòng)化、整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)信息管理的最優(yōu)化。他們分別通過普通雙絞線等多種傳輸介質(zhì)進(jìn)行信息聯(lián)絡(luò)，把多個(gè)測(cè)量控制儀表、計(jì)算機(jī)等作為節(jié)點(diǎn)連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于生產(chǎn)控制現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)微機(jī)化自控設(shè)備之間，以及現(xiàn)場(chǎng)儀表與用作監(jiān)控、管理的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息共享，形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 ；　　功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范化使相同功能的設(shè)備間具有互換性；　　控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備高度的分散性。隨著電子元器件的發(fā)展，1969 年前后發(fā)明了 PLC(ProgrammableLogicController)。PLC 在設(shè)計(jì)時(shí)就是面向工業(yè)環(huán)境的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PLC 體積越來越小。因此 PLC 的根基依然牢固。監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級(jí)的微型計(jì)算機(jī)和工作站為主，目前更趨向于工業(yè)微機(jī)。. . . . .學(xué)習(xí)參考第三部分 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本部分主要介紹如何實(shí)現(xiàn)對(duì)雙容水箱液位的控制，概述性地介紹了 PLC 的發(fā)展概況及趨勢(shì)以及 SIMATIC S7400 的功能和特點(diǎn)，并給出了具體的硬件使用、STEP 7 編程，也就是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本裝置由被控對(duì)象和上位控制系統(tǒng)兩部分組成。儲(chǔ)水箱內(nèi)部有兩個(gè)橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩，防止兩套動(dòng)力支路進(jìn)水時(shí)有雜物進(jìn)入泵中。有效提高了實(shí)驗(yàn)裝置的使用年限。渦輪流量計(jì)型號(hào)：LWGY10，流量范圍：0～ 3/h，精度：%。泵體完全采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長?？諌簷C(jī)設(shè)有氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣壓超過額定排氣壓力時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)自動(dòng)切斷電源使空壓機(jī)自動(dòng)停止工作，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體壓力因外部設(shè)備的使用而下降到額定排壓以下 時(shí)，氣壓開關(guān)自動(dòng)復(fù)位，空壓機(jī)又重新工作，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓縮空氣壓力保持在一定范圍內(nèi)。附加輸入功能可用于鎖定閥位或驅(qū)動(dòng)閥門達(dá)到安全的位置。當(dāng)SIPART PS2 采用二線制連接時(shí)，它完全從4 至20mA 給定信號(hào)中獲取電源。故障信號(hào)按“交通燈”的方式進(jìn)行分類，用綠色、黃色和紅色扳手表示（PDM 軟件）：需要維修（綠色扳手）急需維修（黃色扳手）臨近故障或故障（紅色扳手）這使用戶在閥門或執(zhí)行器在產(chǎn)生重大故障前能夠提前檢測(cè)到，可避免系統(tǒng)停車。SITRANS FM 變送器主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：水和水處理、電力工業(yè)、化工和制藥和食品工業(yè)。這些信號(hào)在微處理器中根據(jù)傳感器的特性及其它參量（測(cè)量范圍、阻尼、環(huán)境溫度等）加以轉(zhuǎn)換。豐富的功能使該壓力變送器十分適合工廠的需要。 串級(jí)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)串級(jí)控制系統(tǒng)從總體上看，仍然是一個(gè)定值控制系統(tǒng)，因此，主變量在干擾作用下的過渡過程和單回路定值控制系統(tǒng)的過渡過程具有相同的品質(zhì)指標(biāo)。應(yīng)用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)的對(duì)象在有些生產(chǎn)過程中，有時(shí)兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)的參數(shù)需要利用同一個(gè)介質(zhì)進(jìn)行控制。水流入量Qi由調(diào)節(jié)閥u控制，流出量Qo則由用戶通過. . . . .學(xué)習(xí)參考閘板來改變。雖然計(jì)算機(jī)控制是非連續(xù)的，但由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越來越快，因此用數(shù)字 PID 完全可代替模擬調(diào)節(jié)器，并且能得到比較滿意的效果。積