毕业论文：基于plc的液位控制系统课程设计.doc

目 录 摘要 TOC \o 1-3 \h \z \u  1 绪论 1.1 PLC的定义  HYPERLINK \l _Toc249364689 1.2本文研究的主要目的 1.3本文研究的主要内容 2 西门子SIEMENS S7-300 PLC和控制对象介绍 2.1西门子SIEMENS S7-300介绍 2.1.1 CPU模块 2.1.2 I/O模块 2.1.3电源模块 2.2控制对象介绍 2.2一阶单容上水箱对象特性 2.3二阶双容下水箱对象特性 3 串级控制系统 3.1串级控制 3.1.1串级控制系统的结构 3.1.2串级控制系统的特点 3.1.3主、副调节器正反作用方式的确定 3.2PID参数 3.2.1扩充临界比例度法 4控制方案设计 4.1系统设计 4.1.1上水箱液位的自动调节 4.1.2上水箱下水箱液位串级控制系统 4.2硬件设计  HYPERLINK \l _Toc249364720 4.2.1检测元件  HYPERLINK \l _Toc249364721 4.2.2控制元件 4.2.3控制单元 4.2.4软件连接  HYPERLINK \l _Toc249364722 4.3软件涉及 附录 软件程序 参考文献 1绪论 1.1PLC的定义 国际工委员会（IEC）曾于1982年11月颁布了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月又发表了第二稿，1987年2月颁布了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义是“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术计算等面向用户的指令，并通过数字量和模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。 1.2本文研究的主要目的 为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题。从而我们现在就引入了工业生产的自动化控制。在自动化控制的工业生产过程中，一个很重要的控制参数就是液位。一个系统的液位是否稳定，直接影响到了工业生产的安全与否、生产效率的高低、能源是否能够得到合理的利用等一系列重要的问题。随着现在工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经也不能够满足工业生产控制的需求，所以我们就又引入了可编程逻辑控制（又称PLC）。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及时。 液位控制系统它使我们的生活、生产都带来了不可想象的变化。它使在控制中更加的安全，节约了更多的劳动力，更多的时间。 在我国随着社会的发展，很早就实行了自动控制。而在我国液位控制系统也利用得相当的广泛，特别在锅炉液位控制，水箱液位控制。还在黄河治水中也的到了利用，通过液位控制系统检测黄河的水位的高低，以免由于黄河水位的过高而在不了解的情况下，给我们人民带来生命危险和财产损失。 1.3本文研究的主要内容 一、一阶单容上水箱特性。 二、二阶双容水箱对象特性。 三、PID串级控制系统的设计中国计量学院现代科技学院 过程控制工程设计 课程设计 2西门子SIEMENS S7-300介绍 2.1西门子SIEMENS S7-300介绍 简 介： 模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用 大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务 由于简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活 方便用户和简易的无风扇设计 当控制任务增加时，可自由扩展 由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲 S7-300是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求的应用。 结构示意图 PLC的原理图 2.1.1 CPU模块 CPU是PLC的核心组成部分，与通用微机的CPU一样，它在PLC系统中的作用类似于人体的神经中枢，故称为“电脑”。其功能是： 1、PLC中系统程序赋予的功能，接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。 2、用扫描方式接受现场输入装置的状态，并存入映像寄存器。 3、诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误。 在PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读去用户程序，按指令规定的任务，产生相应的控制信号，去起闭有关控制电路。 2.1.2 I/O模块 I/O模块是CPU与现成I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/O模块和各种用途I/O元件供用户选用。如输入/输出电平转换、电气隔离、串/并行转换、数据传送、误码校验、A/D或D/A变换以及其他功能模块等。I/O模块将外部输入信号变换成CPU能接受的信号，或将CPU的输出信号变换成需要