基于PLC的液位控制系统设计_图文.pdf

课程设计说明书

名称

2010年6月7日至2010年6月11日共1周

院系

班级

姓名

学号

系主任

教研室主任

指导教师

目录

绪论.2

第1章液位控制系统总体方案设计.3

1.1单回路控制系统3

1.2水箱液位的串级控制系统4

第2章过程控制装置概述.6

2.1系统简介6

2.2系统装置7

2.3S7-300PLC控制柜的组成.8

第3章硬件组态设计.10

3.1PLC的选择10

3.2组态硬件11

第4章软件组态设计.12

4.1实现WINCC与S7-300的软件通讯12

4.2程序设计15

第5章调试过程及结果分析.20

5.1单容液位控制系统调试结果及分析20

5.2双容串级液位控制系统调试结果及分析23

第6章课程设计总结.26

参考文献：.27

绪论

课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我们把所学的

知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们

充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统。课程设计也是教

学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，培养独立分析和解

决实际工程技术问题的能力，同时对工业的有关方针、技术规程有一定的了解，在

计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为以后工作奠定基础。

工业生产过程控制是现代工业自动化的一个重要领域。它是控制理论、生产工

艺、计算机技术和仪器仪表等知识相结合的一门综合性应用学科，理论性、综合性

和实践性都很强。随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的

质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越复杂，为满足优

质、高产、低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，做为工业自动化重要分支的

过程控制的任务也愈来愈繁重。

在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期

内，过程控制系统又经历了三个发展阶段,它们是：分散控制阶段,集中控制阶段和

集散控制阶段。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结

构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产

品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。目前，过程控制正朝高级阶段发

展，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来

看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统(CIMS：以智

能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管

理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理

的最优化。

第1章液位控制系统总体方案设计

1.1单回路控制系统

图1.1单回路控制系统方框图

图1.1为单回路控制系统方框图的一般形式，它是由被控对象、执行器、调节

器和

测量变送器所组成。系统的给定量是一定值，要求系统的被控制量等于给定量

所要求的值。由于这种系统结构简单，性能较好，调试方便等优点，故在工业生产

中被广泛应用。

选择合适的系统调节规律，能使调节器与调节对象能很好地匹配，使组成的控

制系统有更高的动、静态性能指标。

1．比例(P调节

纯比例调节器是一种最简单的调节器，它对控制作用和扰动作用的响应都很快

速。由于比例调节只有一个参数，所以整定很方便。这种调节器的主要缺点是使系

统有静差存在。

2．比例积分(PI调节

PI调节器的积分部分能使系统的类型数提高，有利于消除静差，但它又使PI

调节器的相位滞后量减小，系统的稳定性变差，其传递函数为(1.1

GC(S=KP(1+1(1.1TIS

这种调节器在过程控制中是应用最多的一种调节器。

3．比例微分(PD调节

这种调节器由于有微分的作用，能增加系统的稳定度，比例系数的增大能加快

系统的调节过程，减小动态和静态误差，但微分不能过大，以利于抗高频干扰。

PD调节器的传递函数为(1.2

GC(S=KP（1+TDS）(1.2

4．比例微分积分(PID调节器

PID是常规调节器中性能最好的一种调节器。由于它具