【正文】 ）副調(diào)節(jié)閥開度的輸入D/A模塊中的IO3通道輸出；（11）模塊之間用RS485總線連接；（12）模塊與計算機通訊：RS232通訊總線。開始時，先不帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號指示燈等負(fù)載）進(jìn)行調(diào)試。它已經(jīng)依照量化框架作了優(yōu)化，以便使用SIMATIC工程工具，如： 用SCL編程； 用S7GRAPH進(jìn)行順序控制編程； 另外，CPU 為采用軟件來實現(xiàn)一些簡單的工藝任務(wù)提供了一個理想的平臺，例如：簡單的運動控制； 使用 STEP 7 塊或運行軟件“標(biāo)準(zhǔn)/模塊化PID控制” 來實現(xiàn)閉環(huán)控制任務(wù)的解決方案。請預(yù)先將PLC與計算機的通信條件相符合。Ｋc太小，又會使系統(tǒng)的動作緩慢。為保證主回路為負(fù)反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必須為負(fù)，所以主調(diào)節(jié)器的放大系數(shù) K1 0，主調(diào)節(jié)器作用方式為反作用方式。先置微分時間TD=0，逐漸加大TD，同時相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時間，反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數(shù)。這種工藝流程圖集中了工作的全部信息。為可編程模板編制的軟件存儲在對象文件夾中。從而使大規(guī)模的程序更容易理解，可以對單個的程序部分進(jìn)行標(biāo)化。用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲器(背景數(shù)據(jù)塊)。在圖項目窗口中，選中左邊窗口中的“SIMATIC300 Station”，右邊窗口出現(xiàn)Hardware和CPU的圖標(biāo)，雙擊“Hardware”進(jìn)入硬件組態(tài)界面，： 插入電源PS 307 2A，輸入模塊AI8x12Bit,輸出模塊DO8x12Bit,： 系統(tǒng)硬件圖（3）編輯符號表 在程序中可以用絕對地址訪問變量，但是使用符號地址可以使程序更容易閱讀理解。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。對用戶而言,操作簡單易學(xué)且編程簡單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運行的控制能力,可以實時地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實時趨勢曲線,這些很強的交互能力使其在自動控制系統(tǒng)的實驗中可以發(fā)揮理想的效果。 在計算機和外部設(shè)備硬件連接好后，為了實現(xiàn)組態(tài)王和外部設(shè)備的實時數(shù)據(jù)通訊，必須在組態(tài)王的開發(fā)環(huán)境中對外部設(shè)備和相關(guān)變量加以定義。 組態(tài)王與PLC的通訊連接采用 MPI電纜通訊方式： 硬件連接：此種方法使用S7300PLC上的MPI編程口，使用西門子標(biāo)準(zhǔn)編程電纜連接到計算機的串口上。其次，是進(jìn)行控制方案的設(shè)計，采用PID串級控制，其中以反應(yīng)釜為被控對象；以反應(yīng)釜液位為主被控參數(shù)；以主回路流量為副被控參數(shù)；以電動調(diào)節(jié)閥電壓為控制參數(shù)；以PLC為控制器。在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師章家?guī)r老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。由此可得出結(jié)論，此控制系統(tǒng)的抗干擾性能良好。 在工程瀏覽器左側(cè)的“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“畫面”選項，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”圖標(biāo)。我的工程新建完成，點擊開發(fā)即可進(jìn)入組態(tài)王工程瀏覽器。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。 FB41 PID控制模塊的使用； PID模塊是進(jìn)行模擬量控制的模塊，可以完成恒液位的控制功能 在 中，打開Libraries\standard library PID Control block\FB41,將其調(diào)入OB1中，首先分配背景數(shù)據(jù)塊DB41，再給各個管腳輸入地址。（1）創(chuàng)建項目首先雙擊桌面上的STEP7的圖標(biāo)，打開SIMATIC管理器，在“File”菜單下單擊“New Project Wizard”： 選擇CPU型號，選擇CPU3152DP，選擇OB1，選擇語言為FBD 。功能是“無存儲區(qū)”的邏輯塊。它的指令語法與一個繼電器梯形邏輯圖相似：當(dāng)電信號通過各個觸點復(fù)合元件以及輸出線圈時，梯形圖可以讓你追蹤電信號在電源示意線之間的流動。在組態(tài)硬件時，可以借助于模板樣本對可編程控制器中的CPU 及各模板進(jìn)行定義，通過雙擊站來啟動硬件組態(tài)的應(yīng)用程序。該方法在單一的條件控制系統(tǒng)中，非常好用，相當(dāng)于組合邏輯電路，但和時間有關(guān)的控制系統(tǒng)中，就很復(fù)雜。（2）整定積分環(huán)節(jié) 若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足要求，需加入積分控制。 調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定副調(diào)節(jié)器作用方式的確定： 首先確定調(diào)節(jié)閥，出于實驗裝置的易操作方面考慮采用電動調(diào)節(jié)閥，這樣保證調(diào)節(jié)的精度，調(diào)節(jié)閥的 Kv 0 。 PID控制器的選取及整定 PID控制器的組成PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。模擬信號使用屏蔽電纜或雙絞線電纜輸出。S7300 CPU3152DP是全數(shù)字化高性能帶有大中型程序存儲器和PROFIBUS DP主/從接口的CPU。（4）分配PLC的I/O地址根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號列出I/O設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I/O接線圖和編制程序。A/D模塊中，IN0為反應(yīng)釜液位的檢測，IN1為主流量的檢測，IN3為副流量的檢測，IN4為溫度信號的檢測，IN5為閥位反饋信號的檢測，IN6為水泵出口壓力信號的檢測。 （3）由于葉輪進(jìn)口不可能形成絕對真空，因此離心泵吸水高度不能超過10米，加上水流經(jīng)吸水管路帶來的沿程損失，實際允許安裝高度（水泵軸線距吸入水面的高度）遠(yuǎn)小于10米。變頻器不僅調(diào)速平滑、范圍大、效率高、啟動電流小、運行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯，所以應(yīng)用越來越廣泛。 　　（4）調(diào)節(jié)閥安裝前應(yīng)對管路進(jìn)行清洗，排除污物和焊渣。工作原理： 工作電源為DC24V、AC220V、AC380V等電壓等級。 　　因運輸過程中為了不使浮球組件損壞，故出廠前將浮球組件取出液位計主體管外，待液位計安裝完畢后，打開底部排污法蘭，再將浮球組件重新裝入主體管內(nèi)，注意浮球組件重的一頭朝上，不能倒裝。現(xiàn)場指示、信號遠(yuǎn)傳(4~20mA或HART)、一機多能； 　　壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過 隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。但是微分對噪聲干擾有放大作用，加強微分對系統(tǒng)抗干擾不利。②副回路的設(shè)計依據(jù)以下原則： 、負(fù)荷變化有很強的抑制能力與一定的自適應(yīng)能力，因此副回路應(yīng)包括生產(chǎn)過程中變化劇烈、頻繁且幅度大的主要擾動。密封形式有填料密封、機械密封。目 錄1. 緒論 1 HDU40002型過程控制綜合實訓(xùn)系統(tǒng) 1 1 1 2 3 3 3 42. 系統(tǒng)控制方案設(shè)計 5 控制思想 5 總體控制思想 5 控制過程說明 5 控制方案 5 液位—流量串級控制系統(tǒng) 5 主、副調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇 6 控制算法 7 PID控制算法 7 PID算法的作用 73. 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 檢測裝置 8 擴散硅壓力液位變送器 8 磁翻轉(zhuǎn)液位計 9 執(zhí)行器 12 電動調(diào)節(jié)閥 12 變頻器 14 水泵 15 通信模塊 16 模擬量采集模塊 16 模擬量輸出模塊 17 通信轉(zhuǎn)換模塊 17 開關(guān)電源 17 硬件連接 174. 用西門子S7300PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)設(shè)計 18 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟 18 PLC的選型和硬件配置 20 PLC型號的選擇 20 S7300 CPU的選擇 20 模擬量輸入/輸出模塊 20 計算機與PLC的通信 21 PID控制器的選取及整定 21 PID控制器的組成 21 主、副回路控制規(guī)律的選擇 22 調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定 22 采樣周期的分析 23 參數(shù)整定 23 PLC程序設(shè)計 23 PLC程序設(shè)計方法 23 編程軟件STEP7 24 液位控制程序設(shè)計 26 程序設(shè)計思路 26 程序設(shè)計 26 控制程序及分析 335. 利用組態(tài)王進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計 36 組態(tài)軟件描述 36 系統(tǒng)流程圖 37 38 38 定義外部設(shè)備和數(shù)據(jù)變量 40 組態(tài)畫面創(chuàng)建 41 42 42 系統(tǒng)的運行測試 42 系統(tǒng)抗干擾性能測試 43結(jié) 論 45致 謝 46參考文獻(xiàn) 47附錄一 圖表目錄 48VI 1. 緒論 HDU40002型過程控制綜合實訓(xùn)系統(tǒng)典型化工流程過程控制綜合實訓(xùn)系統(tǒng)由：（1） 典型化工流程過程控制綜合實訓(xùn)對象系統(tǒng)；（2） 典型化工流程過程控制綜合實訓(xùn)系統(tǒng)檢測傳感執(zhí)行裝置；（3） 智能儀表及電器控制屏臺；（4） 典型化工流程過程控制綜合實訓(xùn)DCS控制系統(tǒng)組成。 指導(dǎo)教師簽字： 過程控制裝置反應(yīng)釜的液位控制摘 要反應(yīng)釜自1912年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展，至今全球仍以每年3—5%的速度遞增。然后用PLC編程軟件進(jìn)行編程，實現(xiàn)反應(yīng)釜液位的自動控制。在較高溫度下不會氧化起皮，故可用于直接火加熱。；調(diào)節(jié)時間ts≤120s；組態(tài)測控界面上，實時設(shè)定并顯示液位給定值、測量值及控制器輸出值；實時顯示液位給定值實時曲線、液位測量值實時曲線；選擇合適的整定方法確定PID參數(shù)，并能在組態(tài)測控界面上實時改變PID參數(shù)；通過S7300PLC編程軟件Step7實現(xiàn)PLC程序設(shè)計與調(diào)試；分析系統(tǒng)基本控制特性，并得出相應(yīng)的結(jié)論； 設(shè)計完成后，提交打印設(shè)計報告。因此要實現(xiàn)PID算法，必須在硬件上具有閉環(huán)控制，就是得有反饋。 液位傳感器（靜壓液位計/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種測量液位的壓力傳感器．靜壓投入式液位變送器（液位計）是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號（一般為4～20mA/1～5VDC）。s 　　防爆等級：Exd Ⅱ 　　 防護等級：IP66 　　材質(zhì)：各種牌號不銹鋼、PVC等 　　 連接方式：法蘭DNDN25（松套） 　　 使用:磁翻板液位計位計可直接用來觀察各種容器內(nèi)介質(zhì)的液位高度。液位變送器(靜壓式) ；測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。如果是對原系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了大修，除了對上述各項進(jìn)行校驗外，還應(yīng)對舊閥的填料函和連接處等部位進(jìn)行密封性檢查。同時在拆裝中不要磕傷或劃傷隔爆面，檢修后要還原成原來的隔爆要求狀態(tài)。功耗低，220V供電即可，在水泵出水口裝有壓力變送器，與變頻器一起可構(gòu)成恒壓供水系統(tǒng)。20mA；采樣速率：10 次/秒；帶寬：；精確度：177。（4）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號、I／O點數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚岳谙到y(tǒng)的調(diào)整和擴充。經(jīng)過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改則應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理； 靈活的擴展能力，多達(dá) 32 個模塊（4排結(jié)構(gòu)）； MPI多點接口，集成的MPI接口最多可以同時建立與S7300/400或編程設(shè)備、PC、OP的16條連接。計算機與FP1相連接時連接方法：計算機 = RS232C電纜 = RS422/232C適配器 = RS422電纜 = PLC；RS422電纜型號：50cm AFP15205, 3m AFP1523；RS422/232C適配器型號：AFP8550。Ｔd偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。常用的整定方法可歸納為兩大類，即理論計算整定法和工程整定法。應(yīng)用經(jīng)驗設(shè)計法必須熟記一些典型的控制電路，如起保停電路、脈沖發(fā)生電路等，這些電路在前面的章節(jié)中已經(jīng)介紹過。STEP7 編程軟件可以對硬件和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)組態(tài)，具有簡單、直觀、便于修改等特點。在下載完整的或部分用戶程序到CPU 之前，把工作方式從RUN 模式置到STOP 模式。它們還處理對錯誤的響應(yīng)。應(yīng)首先生成功能塊，然后生成它的背景數(shù)據(jù)塊。調(diào)用FC105，打開Libraries\standard library\TiS7 Converting Blocks\fc105,將其調(diào)入OB1中，給各個管腳輸入地址。 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對工程重命名，搜索組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運行環(huán)境等。在TouchVew 運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為核心，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。經(jīng)過多次調(diào)試后在KP=80，TI=180，TD=1時，控制特性較好。利用設(shè)計的控制算法，通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控，觀察了PID控制的效果。實驗證明, PLC 可編程控制器和組態(tài)王軟件結(jié)合有利于PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計、檢測, 具有良好的應(yīng)用價值。打開控制閥門后，液位由初始值0開始增加，增加趨勢逐漸放緩并且有一點的超調(diào)，由于文中