【正文】 基于組態(tài)的 PLC 液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 致 謝 本課題在選題及研究過(guò)程中得到 趙 老師的悉心指導(dǎo)。 K=20 TI=70 TD=5 K=20 TI=70 TD=2 圖 比例積分微分控制 由于實(shí)際微分器的比例度不能改變，固定為 100%，微分作用也只在參數(shù) 變化時(shí)才出現(xiàn)，所以實(shí)際微分器也不能單獨(dú)使用。如果用一個(gè)數(shù)學(xué)式來(lái)表示比例調(diào)節(jié)作用，可寫成： eKu p??? （ 51） 式中 u? —— 調(diào)節(jié)器的輸出變化值； e? —— 調(diào)節(jié)器的輸入，即偏差； pK —— 比例調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（ Steadystate error）。 組態(tài)王 提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數(shù)據(jù)丟失的可能，增加了系統(tǒng)的可靠性， 方便了系統(tǒng)維護(hù)。報(bào)表能夠進(jìn)行組態(tài)，例如有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)表的組態(tài)，另外，報(bào)表打印時(shí)可以進(jìn)行預(yù)覽和頁(yè)面設(shè)置。組態(tài)王工程管理器的主要作用就是為用戶集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。 該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，有聯(lián)機(jī)幫助功能，主要為用戶開(kāi)發(fā) PLC應(yīng)用程序使用；同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)，是 SIMATIC S7200用戶不可缺少的開(kāi)發(fā)工具。 ： CPU 221~226 各有 2 種類型 CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 S7200 PLC 的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接采用直連方式，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)置伺服系統(tǒng)，無(wú)須另配伺服放大器，輸入 420mA 信號(hào)及 220V 的 AC 電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)。精巧的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便 。在 液位控制系統(tǒng)中一般使用的是智能儀表或可編程控制器。 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。 液位過(guò)程，圖 所示為一個(gè)單容液位被控過(guò)程，其流入量 1Q ，改變閥 1的開(kāi)度可以改變 1Q 的大小。 ，調(diào)節(jié)閥是否與所控制的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等，直接的影響到控制結(jié)果。 液位控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 近幾十年來(lái)，控制系統(tǒng)已被廣泛使用，在起研究和發(fā)展上也已趨于完備，控制的概念更是應(yīng)用在許多生活周遭的事物。 可編程控制器是一種應(yīng)用廣泛非常的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制能力強(qiáng)、操作靈活方便、可靠性高、適宜長(zhǎng)期連續(xù)工作的特點(diǎn)，非常適合液位控制的要求。s function to facilitate the monitoring of the system has strong working capabilities. Keywords： S7200 PLC , Kingview , PID control , level control 基于組態(tài)的 PLC 液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒論 ......................................................................................................................... 1 題研究背景、意義和目的 .............................................................................. 1 液位控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r .............................................................................. 1 課題研究的主要內(nèi)容 ...................................................................................... 2 2 控制方案設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 2 單容水箱液位自動(dòng)調(diào)節(jié) ........................................................................ 2 單容水箱對(duì)象特性 ................................................................................ 4 硬件設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 8 控制單元 ................................................................................................ 8 檢測(cè)單元 ................................................................................................ 8 執(zhí)行單元 ................................................................................................ 9 3 西門子 PLC 簡(jiǎn)介 ................................................................................................. 11 PLC 的發(fā)展 .................................................................................................... 11 PLC 的產(chǎn)生、定義 .............................................................................. 11 PLC 的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................................. 11 西門子 PLC 的介紹與比較 .......................................................................... 12 SIMATIC S7200 ............................................................................................ 13 CPU 單元 .............................................................................................. 13 脈沖輸出 .............................................................................................. 13 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 .............................................................................................. 14 電池模塊 .............................................................................................. 14 4 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 14 STEP 7Micro/WIN 編程 ............................................................................... 14 STEP 7Micro/WIN 編程軟件簡(jiǎn)介 .................................................... 14 STEP 7Micro/WIN 編程軟件的主界面功能 .................................... 14 STEP 7Micro/WIN 軟件 編程 ............................................................ 15 人機(jī)界面設(shè)計(jì) ................................................................................................ 17 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 ...................................................................................... 17 組態(tài)王簡(jiǎn)介 .......................................................................................... 18 組態(tài)王人機(jī)界面開(kāi)發(fā) .......................................................................... 20 5 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................................................................... 24 比例控制 ......................................................................................................... 25 比例積分調(diào)節(jié) ................................................................................................. 26 比例積分微分調(diào)節(jié) ......................................................................................... 26 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 29 基于組態(tài)的 PLC 液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 致 謝 .......................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 31 附 錄 ...................................................................................................................... 32 附錄 1： PLC 接線圖 ........................................................................................... 32 附錄 2：組態(tài)界面圖 ............................................................................................ 32 附錄 3：系統(tǒng)原理圖 .....................................................