基于PLC的液位控制系统的方案设计书.pdf

因为有两个水箱，所以把它分成两个部分来分别设计。 系统设计 1 上水箱液位的自动调节 在这个部分中控制的是上水箱的液位。系统原理图如图 2-1 所示。单相泵正常运行，打开 阀 1 和阀 2 ，打开上水箱的出水阀，电动调节阀以一定的开度来控制进入水箱的水流量， 调节 ... P 因为有两个水箱，所以把它分成两个部分来分别设计。 BR 系统设计 BR1 上水箱液 位的自动调节 BR 在这个部分中控制的是上水箱的液位。系统原理图如图 2-1 所示。单相 泵正常运行，打开阀 1 和阀 2 ，打开上水箱的出水阀，电动调节阀以一定的开度来控制进 入水箱的水流量，调节手段是通过将压力变送器检测到的电信号送入中，经过 A/D 变换成 数字信号，送入数字 PID 调节器中，经 PID 算法后将控制量经过 D/A 转换成与电动调节阀 开度相对应的电信号送入电动调节阀中控制通道中的水流量。 BR 当上水箱的液位小于设 定值时，压力变送器检测到的信号小于设定值，设定值与反馈值的差就是 PID 调节器的输 入偏差信号。经过运算后即输出控制信号给电动调节阀，使其开度增大，以使通道里的水 流量变大，增加水箱里的储水量，液位升高。当液位升高到设定高度时，设定值与控制变 量平衡， PID 调节器的输入偏差信号为零，电动调节阀就维持在那个开度，流量也不变， 同时水箱的液位也维持不变。 BR 系统的控制框图如图 3-1 所示。其中 SP 为给定信号， 由用户通过计算机设定， PV 为控制变量，它们的差是 PID 调节器的输入偏差信号，经过 PLC 的 PID 程序运算后输出，调节器的输出信号经过 PLC 的 D/A 转换成 4~20mA 的模拟电 信号后输出到电动调节阀中调节调节阀的开度，以控制水的流量，使水箱的液位保持设定 值。水箱的液位经过压力变送器检测转换成相关的电信号输入到 PLC 的输入接口，再经过 A/D 转换成控制量 PV ，给定值 SP 与控制量 PV 经过 PLC 的 CPU 的减法运算成了偏差信号 e ,又输入到 PID 调节器中，又开始了新的调节。所以系统能实时地调节水箱的液位。 p class=Krv321/p BRnbsp 。BR2 上水箱下水箱液位串级控制系统 BR 上水箱下水 箱液位控制系统由于控制过程特性呈现大滞后，外界环境的扰动较大，要保持上水箱下水 箱液位最后都保持设定值，用简单的单闭环反馈控制不能实现很好的控制效果，所以采用 串级闭环反馈系统。 BR 上水箱下水箱液位控制系统图如图 2-5 所示，该系统中，上水箱 液位作为副调节器调节对象，下水箱液位作为主调节器调节对象。控制框图如图 2-6 所 示。这里的扰动主要是水箱的出水阀的扰动，有时是认为的因素，有时是机械的因素，扰 动总是不可避免的。主回路和副回路结合有效地抑制环境的扰动。 BRBR 在这里，执 行机构仍然是电动调节阀，依旧由 PLC 经过 PID 算法后控制它的开度以控制水管里的水流 量，控制两个水箱的水位。它有两个 PID 回路，分别是 PID1 和 PID2 。PID1 为外环，控制 下水箱的液位，它的输出值作为 PID2 的设定值， PID2 控制上水箱的液位。 BRnbsp 。 BR 硬件设计 BR 系统硬件的设计包括检测单元、执行单元和控制单元的设计，他们互 相联系，组成一个完整的系统。 BR 检测单元 BR 在过程控制系统中，检测环节是比较