【導讀】，所采用的控制方案；S7-300可編程邏輯控制器實現(xiàn)反應釜液位PID控制；PLC控制系統(tǒng)的運行情況。對反應釜液位的恒值控制；，實時設定并顯示液位給定值、測量值及控制器輸出值；PID參數(shù)，并能在組態(tài)測控界面上實時改變PID參數(shù)。穩(wěn)定，操作方便。反應釜自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。全世界反應釜的消費總量達3500萬。我國正處于反應釜生產和消費應用的高速增長。市政和各種民用器具中。不銹鋼反應釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無環(huán)。境污染、勿需鍋爐自動加溫、使用方便等特點。在相當多的領域里，反應釜的性能優(yōu)。劣決定了產品的質量好壞。目前反應釜的控制系統(tǒng)大都采用以微處理器為核心的計算。機控制技術，既提高設備的自動化程度又提高設備的控制精度。本次設計的主要任務。然后用PLC編程軟件進行編程，實現(xiàn)反應釜液位的自動控制。

　　

【正文】 離。 測量原理： 根據(jù)法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產生感生電勢 e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度 B，導體在磁場內的長度 L 及導體的運動速度 u 成正比，如果 B， L， u 三者互相垂直，則 ： e=Blu(335) 與此相仿 。 在磁感應強度為 B 的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為 D 的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速 u 流動時，導電流體就切割磁力線 .如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產生感生電動勢： e=BD(336) 式中，為管道截面上的平均流速 .由此可得管道的體積流量為： qv=(337) 由上式可見，體積流量 qv 與感應電動勢 e 和測量管內徑 D 成線性關系，與磁場的磁感應強度 B 成反比，與其它物理參 數(shù)無關 .這就是電磁流量計的測量原理 .。 需要說明的是，要使式 (3— 37)嚴格成立，必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定： ① 磁場是均勻分布的恒定磁場 ； ② 被測流體的流速軸對稱分布 ； ③ 被測液體是非磁性的 ； ④被測液體的電導率均勻且各向同性。 執(zhí)行器 電動調節(jié)閥 電動調節(jié)閥是工業(yè)自動化過程控制中的重要執(zhí)行單元儀表。隨著工業(yè)領域的自動化程度越來越高，正被越來越多的應用在各種工業(yè)生產領域中。與傳統(tǒng)的氣動調節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點：節(jié)電動調節(jié)閥能（只在工作時才消耗電能） 、 環(huán)保（無碳排放） 、安裝快捷方便（無 需復雜的氣動管路和氣泵工作站）。 工作原理： 工作電源 為 DC24V、 AC220V、 AC380V 等 電壓 等級。通過接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的信號（如： 4~20mA）來驅動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)。實現(xiàn)自動化調節(jié)功能 。 電氣原理： 電機電源 220VAC 或者 380VAC，控制信號 4~20mA，閥里面有控制器，控制器把電 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 48 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 流信號轉換為步進電機的角行程信 號，電機轉動，由齒輪，杠桿，或者齒輪加杠桿，帶動閥桿運作，實現(xiàn)直行程或角行程 。 反饋 :電機運行，通過齒輪運轉，由三接頭的滑動變阻器輸出閥門的定位信號，此外還有三根線的限位信號（全開 、 全閉 、 公共線） 。 流量特性介紹： 電動調節(jié)閥的流量特性，是在閥兩端壓差保持恒定的條件下，介質流經(jīng)電動調節(jié)閥的相對流量與它的開度之間關系。電動調節(jié)閥的流量特性有：線性特性 、 等百分比特性及拋物線特性三種。 安裝注意事項： 新設計、安裝的控制系統(tǒng)，為了確保調節(jié)閥在開車時能正常工作，并使系統(tǒng)安全運行，新閥在安裝之前，應首先檢查閥上的銘牌標 記是否與設計要求相符。同時還應對以下項目進行調試 ： 基本誤差限、全行程偏差、回差、死區(qū)、泄漏量（在要求嚴格的場合時進行）。如果是對原系統(tǒng)中調節(jié)閥進行了大修，除了對上述各項進行校驗外，還應對舊閥的填料函和連接處等部位進行密封性檢查。調節(jié)閥在現(xiàn)場使用中，很多往往不是因為調節(jié)閥本身質量所引起，而是對調節(jié)閥的安裝使用不當所造成，如安裝環(huán)境、安裝位置及方向不當或者是管路不清潔等原因所致。因此電動調節(jié)閥在安裝使用時要注意以下幾方面： （ 1） 調節(jié)閥屬于現(xiàn)場儀表，要求環(huán)境溫度應在－ 25～ 60℃ 范圍，相對濕度 ≤95% 。如果是安裝 在露天或高溫場合，應采取防水、降溫措施。在有震源的地方要遠離振源或增加防振措施。 （ 2） 調節(jié)閥一般應垂直安裝，特殊情況下可以傾斜，如傾斜角度很大或者閥本身自重太大 時對閥 門 應增加 支承件保護。 （ 3） 安裝調節(jié)閥的管道一般不要離地面或地板太高，在管道高度大于 2m 時應盡量設置平臺，以利于操作手輪和便于進行維修。 （ 4） 調節(jié)閥安裝前應對管路進行清洗，排除污物和焊渣。安裝后，為保證不使雜質殘留在閥體內，還應再次對閥門進行清洗，即通入介質時應使所有閥門開啟，以免雜質卡住。在使用手輪機構后，應恢復到原來的空檔位置。 （ 5） 為了使調節(jié)閥在發(fā)生故障或維修的情況下使生產過程能繼續(xù)進行，調節(jié)閥應加旁通管路。同時還應特別注意，調節(jié)閥的安裝位置是否符合工藝過程的要求。 電動調節(jié)閥的電氣部分安裝應根據(jù)有關電氣設備施工要求進行。 （ 6） 如是隔爆型產品應按《爆炸危險場所電氣設備安裝規(guī)范》要求進行安裝。如現(xiàn)場導線采用 SBH 型或其它六芯或八芯、外徑為 mm 左右的膠皮安裝電纜線。在使用維修中，在易爆場所嚴禁通電開蓋維修和對隔爆面進行撬打。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)。 （ 7）執(zhí)行機構的減速 器拆修后應注意加油潤滑，低速電機一般不要拆洗加油。裝配后還應檢查閥位與閥位開度指示是否相符 。 如圖 所示為電動調節(jié)閥： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 48 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 電動調節(jié)閥 變頻器 變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器實際上就是一個逆變器 ， 它首先是將交流電變?yōu)橹绷麟?， 然后 用電子元件對直流電進行開關 ， 變?yōu)榻涣麟?。 一般功率較大的變頻器用可控硅 ， 并設一個可調頻率的裝置 ， 使頻率在一定范圍內可調 ， 用來控制電機的轉數(shù) ， 使轉數(shù)在一定的范圍內可調 。 變頻器廣泛用于交流電機的調速中 ， 變頻調速技術是現(xiàn)代電力傳動技術重要發(fā)展的方向，隨著電力電子技術的發(fā)展，交流變頻技術從理論到實際逐漸走向成熟。變頻器不僅調速平滑、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 ，所以應用越來越廣泛。 變頻器常見的頻率給定方式主要有：操作器鍵盤給定、接點信號給定、模擬信號給定、脈沖信號給定和通訊方式給 定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點，須按照實際所需進行選擇設置，同時也可以根據(jù)功能需要選擇不同頻率給定方式之間的疊加和切換。 三菱 FRS520 變頻器， 420 控制輸入信號，可對流量或者壓力進行控制，該變頻器體積小，功率小，功能非常強大，運行穩(wěn)定安全可靠，操作方便，壽命長，可外加電流控制，也可通過本身旋鈕控制頻率?？蓡蜗嗷蛘呷喙╇姡l率可高達 200HZ。 如圖 所示為變頻器： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 48 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 變頻器 水泵 水泵是 一種利用大氣壓強將低處的水汲往高處的機器 ,多半是以電動機作為動力 。 抽水的電動機泵通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力 ， 即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵 。這里采用丹麥格蘭富循環(huán)水泵。不會影響教師授課減少麻煩。功耗低， 220V 供電即可，在水泵出水口裝有壓力變送器，與變頻器一起可構成恒壓供水系統(tǒng)。 離心泵工作原理： 水泵開動前，先將泵 和進水管灌滿水，水泵運轉后，在葉輪高速旋轉而產生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩相四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補充了這個空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進入出水管。由此可見，若離心泵葉輪不斷旋轉，則可連續(xù)吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚到高處或遠方。綜上所述，離心泵是由于在葉輪的高速旋轉所產生的離心力的作用下，將水提相高處的，故稱 離心泵 。 離心泵的一般特點 ： （ 1）水沿離心泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸向吸入，垂直于軸向流出，即進出水流方向互成 90176。 。 （ 2）由于離心泵靠葉輪進口形成真空吸水，因此在起動前必須相泵內和吸水管內灌注引水，或用真空泵抽氣，以排出空氣形成真空，而且泵殼和吸水管路必須嚴格密封，不得漏氣，否則形不成真空，也就吸不上水來。 （ 3）由于葉輪進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 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 48 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 度）遠小于 10 米。如安裝過 高，則不吸水 ， 此外，由于山區(qū)比平原大氣壓力低，因此同一臺水泵在山區(qū)，特別是在高山區(qū)安裝時，其安裝高度應降低，否則也不能吸上水來。 如圖 所示為水泵： 圖 水泵 通信模塊 模擬量采集模塊 模擬量輸入模塊可測量多通道交流電壓、電流輸入信號。 RemoDAQ8017 特性如下： 模擬量輸入通道： 8 路差分或 6 路差分 ,2 路單端 (跳線選擇 )； 輸入類型 :mV,V,mA(外接 125? 電阻 )； 量程范圍： 177。10V， 177。5V， 177。1V， 177。 500mV， 177。150mV， 177。20mA； 采樣速率： 10 次 /秒； 帶寬： ； 精確度： 177。 %； 零點漂移： 20uV/℃； 滿量程漂移： 25ppm/℃； CMR： 86dB； 輸入阻抗： 20M Ohms； 過電壓保護：177。 35V； 隔離： 3000VDC； 輸入電壓： +10V~+30VDC 功耗 ： ； 溫度： 20℃ ~70℃； 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 48 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 濕度： 5%~90%，無凝露。 模擬量輸出模塊 D/A 牛頓 7024 模塊 4 路模擬輸出，電流 (4— 20mA) 電壓（ 1— 5V）信號均可。 通 信轉換模塊 485/232 轉換牛頓 7520 模塊，轉換速度極高（ 300— 115KHz）， 232 口可長距離傳輸。 開關電源 DC24 的開關電源，最大電流為 2A，可以滿足實驗要求。 硬件連接 本系統(tǒng)中， D/A 模塊中的 IO0 接口為控制器調節(jié)閥開度的控