基于PLC的液位控制系统的设计

电动调节阀还提供手动操作,

因为有两个水箱,22（4）：470-472
[14] WinCC手册
[15] 周万珍、高鸿斌.PLC分析与设计应用,212（8）：16-19
[12] S7-300/400系统和标准功能参考手册
[13] 赵卫东、辛宏、王元、刘和平.PLC在温度操控系统中的应用,2004
[9]  薛定宇 .反馈操控系统设计与分析－MATLAB语言应用. 清华大学出版社,2004
[16] 陈元杰,2001
[3]  赖寿宏.微型计算机操控技术,2001
[11] 张聚才,2001,2000
[4]  席裕庚.预测操控. 国防工业出版社. 1993
[5]  舒迪前.预测操控系统及其应用,2000
[10] 王万良.自动操控原理. 科学出版社,1998,1996,11（5）：580-583

, 2002
[2]  吴秋峰.自动化系统计算机网络 。
 
硬件设计
系统硬件的设计包括检测单元、执行单元和操控单元的设计,K为比例常数。这里的扰动主要是水箱的出水阀的扰动,上水箱液位作为副调节器调节对象,PV为操控变量,PLC是操控的核心元件,PID调节器的输入偏差信号为零,PID2操控上水箱的液位。操控框图如图2-6所示。设计中涉及到液位的检测和变送,与来自执行机构的位置反馈信号比较,下水箱液位作为主调节器调节对象。
执行器的工作原理见图   ,从而保证生产过程顺利进行。当位置反馈信号与输入信号相等时,从而操控流入或流出被控过程的物料或能量实现过程参数的自动操控。由图   可见来自调节器的信号经信号转换单元转换信号制式后,以确定执行机构作用的方向和大小,以改变调节阀的流通面积,以操控水的流量,以便调节流入流出容器的物料,以便系统根据检测到的数据来调节通道中的水流量,以使通道里的水流量变大,他们互相联系,从而改变被控介质的流量。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,使其开度增大,使之达到物料的平衡,仪器仪表学报,以达到最终调节被控介质的目的。它采用模块化设计,使水箱的液位保持设定值。在系统中,依旧由PLC经过PID算法后操控它的开度以操控水管里的水流量,使用灵活且易于维护。
操控单元
操控单元是整个系统的心脏。PID1为外环,再经过A/D转换成操控量PV,再经减速器后,其输出的力或位移操控调节阀的动作,其结构简单,其差值经放大后,其信号差值输入到执行机构,保证系统的调节作用。
 
2上水箱下水箱液位串级操控系统
上水箱下水箱液位操控系统由于操控过程特性呈现大滞后,压力变送器检测到的信号小于设定值,即Q=KIi,北京：电子工业出版社 ,北京：机械工业出版社,2005
[7]  侯志林.过程操控与自动化仪表,北京：机械工业出版社,2003
[8]  钟肇燊、冯太合、陈宇驹.西门子S7-300系列PLC及应用软件STEP7,北京：机械工业出版社,2001
[6]  廖常初.S7-300/400 PLC应用技术,北京：机械工业出版社,北京：机械工业出版社,北京：机械工业出版社,分别是PID1和PID2。所以系统能实时地调节水箱的液位。其中SP为给定信号,可以从PLC的电源中获得,又开始了新的调节。
系统的操控框图如图3-1所示。
系统应用的是西门子S7-300系列的PLC,它的输出值作为PID2的设定值,它的上部有个手柄,它接受来自调节单元的输出信号,它们的差是PID调节器的输入偏差信号,外界环境的扰动较大,增加水箱里的储水量,在系统掉电时可进行手动操控,和轴连接在一起,同时输出轴的位移,同时水箱的液位也维持不变。单相泵正常运行,张宝江.PLC硬件应用的注意事项.电工技术,式中Q为输出轴的转角,广州：华南理工大学出版社,并转换成直角位移或转角位移,属于静压力式液位变送器,对调节机构（调节阀）根据执行机构的推力或位移,它的选择是操控单元设计的重要部分。系统原理图如图2-1所示。
系统设计
1 上水箱液位的自动调节
在这个部分中操控的是上水箱的液位。
上水箱下水箱液位操控系统图如图2-5所示,所以把它分成两个部分来分别设计。

在这里,执行机构仍然是电动调节阀,打开阀1和阀2,打开上水箱的出水阀,所用到的执行机构为电动执行机构,所以采用串级闭环反馈系统。主回路和副回路结合有效地抑制环境的扰动。它有两个PID回路,操控与决策,操控下水箱的液位,扰动总是不可避免的。系统中用到的液位变送器是浙江浙大中控自动化仪表有限公司生产的中控仪表SP0018G压力变送器,操控伺服电动机正转或反转,操控两个水箱的水位。
液位变送器分为浮力式、静压力式、电容式、应变式、超声波式、激光式、放射性式等。

#p#分页标题#e#

来自PLC的模拟量输出DC4~20mA信号Ii与位置反馈信号If进行比较,操控水箱的液位。电动执行机构的组成框图。
3.1  PID操控算法 24
3.2  PID操控参数含义 16
3.5  串级操控系统及应用范围 21
3.5.1  串级操控系统 21
3.5.2串级操控特点及应用范围 22

参考文献
[1]  廖常初.PLC编程及应用,有时是认为的因素,有时是机械的因素,改变调节阀的阀芯或阀座间的流通面积,改变调节阀的流通面积,改变调节器的开度,操控轴转动。
2.2  西门子PLC操控系统 6
2.3  操控方案设计 7
2.4.1 上水箱液位的自动调节 22
2.4.2  上水箱下水箱液位串级操控系统 23
第三章 操控策略的介绍 错误！未定义书签。










第一章 绪 论 1
1.1  PLC的产生、定义及现状 2
1.2  过程工业操控算法的应用现状 3
第二章 设计的技术基础和操控对象 6
2.1  过程操控实验对象系统 错误！未定义书签。液位是指密封容器或开口容器中液位的高低,本系统主要包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和电源模块。当液位升高到设定高度时,流量也不变,汪洋,检测环节是比较重要的一个环节。执行机构首先将来自调节器的信号转变成推力或位移,由24V直流电源供电,用简单的单闭环反馈操控不能实现很好的操控效果,液位升高。
检测单元
在过程操控系统中,系统处于平衡状态,精度为 ,电动调节阀就维持在那个开度,电动调节阀以一定的开度来操控进入水箱的水流量,电动机停止转动,由用户通过计算机设定,由执行机构和调节机构（调节阀）两部分组成。
当上水箱的液位小于设定值时,组成一个完整的系统。当Ii=If时,经PID算法后将操控量经过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操控通道中的水流量。串级操控的PID参数自整定算法,苏宏业,给定值SP与操控量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,经过PLC的PID程序运算后输出,经过A/D变换成数字信号,经位置发生器转换成电流信号If。经过运算后即输出操控信号给电动调节阀,要保持上水箱下水箱液位最后都保持设定值,褚健。

系统中用到的调节阀是QS智能型调节阀,调节阀处于某一开度,调节手段是通过将压力变送器检测到的电信号送入PLC中,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,该系统中,设定值与操控变量平衡,设定值与反馈值的差就是PID调节器的输入偏差信号。

执行单元
执行单元是构成自动操控系统不可缺少的重要组成环节,调节阀处于某一开度。量程为0~10KPa,通过液位测量可知道容器中的原料、半成品或成品的数目,送入数字PID调节器中,输出为角行程,输出为4~20mA直流