基于PLC的液位控制系统设计(西门子S7-300)

在设计中,512个定时器和512个计数器, S7-300可编程操控器的硬件掌握。
 强劲的内部集成功能,the S7-300 programmable controller hardware grasps,experimental curve analysis obtains which using the PID control algorithm and overall system each part of introduction and programs using the PLC sentence controls the water tank water level.

Key words: SIMATIC S7-300 PLC, the controlled member characteristic, the PID control algorithm, the expansion critical ratio method, the pressure change delivering, the electrically operated regulating valve.

西门子PLC操控系统

西门子的中小型PLC S7-300系列采用模块式结构,S7-300是模块化的中小型PLC,PLC作为下位机,PID参数的整定及各个参数的操控性能的比较,PID parameter installation and each parameter control performance comparison,MPI接口和通过SIMECLAMS联网的网络功能,CPU断电后无需后备电池可以长时间保持动态数据,

摘     要

本次毕业设计的课题是基于PLC的液位操控系统的设计。
S7-300系列PLC的主要特点是：
（1） 功能强
 极强的计算性能,使S3-300功能更强。
    S7-300的CPU模块集成了过程操控功能,使S7-300成为完全无维护的操控装置。

目    录

摘     要 I
ABSTRACT I
第1章 绪论 1
1.1 PLC的产生、定义及现状 1
1.2 过程工业操控算法的应用现状 2
1.3 PID操控的历史和发展现状 3
1.4 论文的研究内容 5
第2章 S7-300中小型PLC和操控对象介绍 6
2.1 西门子PLC操控系统 6
2.1.1 CPU模块 7
2.1.2 模拟量输入模块 8
(爱毕业设计网 )
2.1.3 模拟量输出模块 9
2.1.4 电源模块 10
2.2 操控对象特性 11
2.2.1 一阶单容上水箱特性 11
2.2.2 二阶双容下水箱对象特性 14
第3章 PID操控算法介绍 18
3.1 PID操控算法 18
3.2 PID调节的各个环节及其调节过程 20
3.2.1 比例操控与其调节过程 21
3.2.2 比例积分调节 21
3.2.3 比例积分微分调节 22
3.3 串级操控 22
3.4 扩充临界比例法 24
3.5在PLC中的PID操控的编程 25
3.5.1 回路的输入输出变量的转换和标准化 26
3.5.2 变量的范围 28
3.5.3 操控方法与出错处理 29
第4章 操控方案设计 31
4.1 系统设计 31
4.1.1 上水箱液位的自动调节 31
4.1.2上水箱下水箱液位串级操控系统 32
4.2 硬件设计 33
4.2.1 检测单元 33
4.2.2 执行单元 34
4.2.3 操控单元 36
(爱毕业设计网 )
4.3 软件设计 36
第5章  实验情况介绍 39
5.1 上水箱液位比例调节 39
5.2 上水箱液位比例积分调节 40
5.3 上水箱液位比例积分微分调节 41
第6章 结论 43
参考文献 44
致谢 46

参考文献

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[1]. 金以慧.过程操控.清华大学出版社.1993年4月第1版
[2]. 郭宗仁等.可编程操控器应用系统设计及通讯网络技术.人民邮电出版社.2002年9月出版
[3]. 黄云龙等.可编程操控器教程.科学出版社出版.2003年8月
[4]. 邹伯敏.自动操控理论.机械工业出版社.2002年1月第二版
[5]. 陈在平等.可编程操控器技术与应用系统设计.机械工业出版社.2002年7月第1版
[6]. 袁任光.可编程操控器选用手册.机械工业出版社.2002年8月出版
[7]. 廖常初.PLC编程及应用.机械工业出版社.2002年9月第1版
[8]. 林德杰.过程操控仪表及操控系统.机械工业出版社.2004年1月第1 版
[9]. 徐湘元等.过程操控的发展方向 ———智能操控.化工自动化及仪表.1998年25卷第2期（1～5页）
[10]. 金 鑫等.典型工业过程鲁棒 PID 操控器的整定.操控理论与应用.第22卷第6期2005年12月（947～953页）
[11]. 祁鸿芳等.PID 算法在西门子 PLC模拟量闭环操控中的实现.机床电器.2005年1月（23～25）
[12]. 杨 智等.PID操控器设计与参数整定方法综述.化工自动化及仪表.2005年第5期32卷（1～7页）
[13]. 李 铭等.模糊 PID操控算法在气缸位置伺服操控中的应用.机床与液压.2004年第10期(55～57页)
[14]. MoradiM H. New Techniques for PID ControllerDesign[A ].Proceedingsof IEEE Conference on ControlApplications[C].Istanbul, Turkey,2003. 107.(爱毕业设计网 )
[15]. JohnsonM A,MoradiM H. PID ControllerDesign[M ]. London: Springer2Verlag,2003.
[16]. Astrom K J, Hagglund T. PID Controllers: Theory,Design and Tuning[M ]. N. C. :Research Triangle Park, Instrument Society ofAmerica,1995.(爱毕业设计网 )
[17]. 王 伟等.PID 参数先进整定方法综述 [J ]. 自动化学报.2000年26卷第3期 (347～355页)
[18]. 薛美盛等.工业过程的先进操控.化工自动化及仪表.2002年29卷第2期（1～9页）
[19]. 王树青等.先进操控技术及应用.化工自动化及仪表.1999年26卷第2期 (61～65页)
[20]. 李  平等.预测操控研究的概况.化工自动化及仪表.1995年22卷第6期（3～9）
[21]. 金晓明等.模糊操控理论及其应用评述.化工自动化及仪表.1995年22卷第6期（3～6）

20000字

,使其应用十分灵活。
 快速,使得S7-300成为对未来的安全投资。功能强大的CPU的RAM存储容量为512KB,全面的故障诊断功能、口令保护,便利的连接系统和无槽位限制的模块化结构。
本文的主要内容包括：水箱的特性确定与实验曲线分析,可以增加模块,可以和计算机连接,利用计算机作为上位机进行编程。简单实用的分布式结构和强大的通信联网能力,完善的指令集,因此在论文中设计用到的PID算法提到得较多。

Abstract
This graduation project topic is based on the PLC fluid position control system design. In the design, I am control the algorithm which the author primary cognizance the design, therefore designs in the paper with to the PID algorithm mentions many.
The this article main content includes: water tank characteristic determination and experimental curve analysis,数字量通道最大为65536点,应用PID操控算法所得到的实验曲线分析,对PLC进行扩展。(爱毕业设计网 )

关键词：S7-300西门子PLC、操控对象特性、PID操控算法、扩充临界比例法、压力变送器、电动调节阀、PID指令。
（2） 通用,有8192个存储器位,整个系统各个部分的介绍和应用PLC语句编程来操控水箱水位。每个CPU都有一个编程用的RS-485接口,模拟量通道最大为4096个,极其快速的指令处理大大地缩短了循环周期。模块式PLC由机架和模块组成,用户可以根据系统的具体情况选择合适的模块,用户友好的Windows STEP7编程,用于执行用户程序。
 用于与SIMATIC其他产品相连的接口,由于使用Flash  EPROM,用搭积木的方法来组成系统。
 模块可扩展至最多三个扩展机架,相当高的安装密度。当系统规模扩大和更为复杂的时候,笔者主要负责的是操控算法的设计,着眼未来
 满足各种要求的高性能模块和三种CPU适用于任一场合。品种繁多的CPU模块和功能模块能满足各种领域的自动操控任务,维修时更换模块也很方便。集成了MMI(人机界面)装置,适用于中等性能的操控要求