基于组态王的过程控制装置监控系统的设计.doc

PAGE PAGE 17 目 录 1、 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc 摘要2 HYPERLINK \l _Toc 2、项目意义 2 3、设计方案2 3.1控制系统结构框图2 3.2系统控制要求3 3.3 PID算法3 3.4 控制系统的工作原理3 HYPERLINK \l _Toc 4、PLC I/O分配表 4 5、组态画面5 5.1 主界面5 5.2 液位单闭环控制5 5.3 流量单闭环控制5 5.4 温度单闭环控制6 5.5 实时曲线6 5.6 历史曲线6 5.7 报表界面7 5.8 报警界面7 HYPERLINK \l _Toc 6、设计心得 8 HYPERLINK \l _Toc 7、参考文献 9 8、附录9 1、摘要 现代化过程工业向着大型化和连续化的方向发展，生产过程也随之日趋复杂，而对生产质量﹑经济效益的要求，对生产的安全、可靠性要求以及对生态环境保护的要求却越来越高。不仅如此，生产的安全性和可靠性，生产企业的经济效益都成为衡量当今自动控制水平的重要指标。因此继续采用常规的调节仪表（模拟式与数字式）已经不能满足对现代化过程工业的控制要求。由于计算机具有运算速度快﹑精度高﹑存储量大﹑编程灵活以及具有很强的通信能力等特点，目前以微处理器﹑单片微处理器为核心的工业控制几与数字调节器—过程计算机设备，正逐步取代模拟调节器，在过程控制中得到十分广泛的作用。 在本系统液位，流量，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型,主要由温度传感器、温度调节仪、流量计、液位传感器和调节阀执行装置组成。采用组态王设计出现场界面通过西门子S7-200 PLC和现场传感器通信达到控制的要求。 关键字：组态王 PLC 过程控制 2、项目意义 在工业实际生产中，液位，流量，温度是过程控制系统的重要被控量，在石油﹑化工﹑环保﹑水处理﹑冶金等行业尤为重要。在工业生产过程自动化中，常常需要对某些设备和容器的液位进行测量和控制。通过液位的检测与控制，了解容器中的原料﹑半成品或成品的数量，以便调节容器内的输入输出物料的平衡，保证生产过程中各环节的物料搭配得当。通过控制计算机可以不断监控生产的运行过程，即时地监视或控制容器液位，保证产品的质量和数量。如果控制系统设计欠妥，会造成生产中对液位控制的不合理，导致原料的浪费﹑产品的不合格，甚至造成生产事故，所以设计一个良好的液位，流量，温度控制系统在工业生产中有着重要的实际意义。 3、设计方案 3.1控制系统结构框图 计算机计算机调节阀传感器信号变送器 计算机 计算机 调节阀 传感器 信号变送器 x1(t) z2(t) x1(t) e(t) u(t) g(t) q(t) － 3.2系统控制要求 1.硬件的设计和实现，以PCT-III型过程控制系统实验装置为基础，展开设计控制系统及工程实现的工作。 2.立体的液位，流量，温度监控界面设计，实现在一个组态王工程三个控制系统的切换。 3.软件设计，PLC和组态王软件的实现。 4.组态硬件设备 5.设计动画连接 6.设计实时曲线、历史曲线、报表、报警及应答 3.3 PID算法 保持主变量的稳定是首要任务，主控制器必须有积分作用。在这里采用的是组态王程序实现PID调节，它综合了比例控制、积分控制和微分控制三种规律的优点，又克服了各自的缺点。比例部分能够迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差，微分部分可以稳定调节精度。 3.4 控制系统的工作原理 温度，液位，流量的控制虽然已经普遍采用了计算机控制，但最常用的控制方法仍是普通PID控制，包括单回路、串级回路和分程控制等都是由PID作为基本的控制算法。 在此次设计中我们采用单回路控制方法。回路根据实际值与给定值的偏差由PID调节规律对燃料流量进行调节。 4、PLC I/O分配表 S7-200 I/O分配表4-1 功能 名称 中间变量 功能 名称 液位1 AIW24 V8 D01（电磁阀） Q0.0 液位2 AIW26 V10 D02（电磁阀） Q0.1 液位3 V18 D03（电磁阀） Q0.2 流量1 AIW28 V12 D04 （电磁阀） Q0.3 流量2 AIW30 V14 D05（电磁阀） Q0.4 PT1（温度） V16 D06（电磁阀） Q0.5 PT2（温度） V24 D07（电磁阀） Q0.6 PT3（温度） V26 D08（电磁阀） Q0.7 PT4（温度） V28 D010（电磁阀） Q1.0 PT5（温度）