plc控制双容水箱.doc

双容水箱S7-300控制 图 7.1 Fig 7.1 双容水箱为水箱液位的串级控制系统，它是由主控、副控两个回路组成。 主控回路中的调节器称主调节器，控制对象为右水箱，右水箱的液位为系统的主控制量。副控回路中的调节器称副调节器，控制对象为左水箱，又称副对象，左水箱的液位为系统的副控制量。其结构如图：7.1 主调节器的输出作为副调节器的给定，因而副控回路是一个随动控制系统。副调节器的输出直接驱动水泵，从而达到控制右水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的主调节器应为PI或PID控制。由于副控回路的输出要求能快速、准确地复现主调节器输出信号的变化规律，对副参数的动态性能和余差无特殊的要求，因而副调节器可采用P调节器。系统方框图如图：7.2所示。 图 7.2 Fig 7.2 在两个控制回路中，其主要控制作用的是主回路，副回路是一个随动系统。为了达到设计要求和更好的完成设计任务，主副回路均选用PI调节。 1 I\O分配表设计 I\O分配表设计如表 5.1 表 5.1 I\O分配表 Table 5.1.1 I\O allocation table 序号 PLC 模型 1 AI0 水箱一液位输入信号 2 AI1 水箱二液位输入信号 3 AO0 PLC输出液位控制信号 AI0、AI1分别为水箱一、水箱二的采样输入信号的地址，AO0为PLC输出控制信号的地址。 硬件连接实现如图5.1 图 5.1硬件连接实现 Fig 5.1 Realize of hardware connect LT1、LT2分别为检测水箱一和水箱二的液位信号，将其分别与AI0、AI1连接，作为PLC的输入信号。AO0与电控箱的输入连接，LT1、LT2作为输入信号传送给PLC后，PLC通过设定好的算法进行计算，然后通过AO0输出，其输出信号传送给电控箱的输入，然后通过驱动程序进行放大驱动泵动作，进而达到控制水箱液位的的目的。 2 硬件组态 根据选型所选的硬件模块进行硬件组态 首先，打开SIMATIC Manager后新建项目，项目名称为双容水箱如图5.2.1 图 5.2.1 Fig 5.2.1 建立项目之后，出现如图 5.2.2 图 5.2.2 Fig 5.2.2 双击硬件，进行硬件组态，如图 5.2.3 图 5.2.3 Fig 5.2.3 首先添加机架，然后添加CPU模块，如图 5.2.4、5.2.5、5.2.6 图 5.2.4 Fig 5.2.4 图 5.2.5 Fig 5.2.5 之后进行CPU参数设定如图 5.2.6 图 5.2.6 Fig 5.2.6 点击编译和保存，组态完成 3程序设计 1 设计流程 如图 5.2.7 图 5.2.7 流程图 Fig 5.2.7 Flow chart 2 PLC程序设计 (1)首先打开以创建的工程建立组织快OB1，如图 5.2.8 图 5.2.8 Fig 5.2.8 设置OB1属性，如图 5.2.9 图 5.2.9 Fig 5.2.9 (2)建立中断组织快OB35，如图 5.2.10 图 5.2.10 Fig 5.2.10 （3）本课题是用PID控制双容水箱的液位 所以在OB35中调用两个系统PID模块SFB41地址为DB2、DB3。与此同时生成两个数据块DB2、DB3，里面存有两个PID模块的参数。此时系统功能块SFB41也显示在块目录下。如图 5.2.11、5.2.12 图 5.2.11 Fig 5.2.11 图 5.2.12 Fig 5.2.12 （4）创建数据块DB1用于存储程序运行期间的中间变量，完成之后系统的块目录为如图5.2.13 图 5.2.13 Fig 5.2.13 （5） 在DB1中定义在程序执行过程中产生的中间变量，DB1中的数据如图 5.2.14 图 5.2.14 Fig 5.2.14 （6）完善OB35的程序，OB35的任务是将采集来的液位信号进行PID运算，然后输出控制值，因此要对内外环的两个PID模块设定参数，并且进行数据格式转换。 首先在OB35中编写程序如图 5.2.15 图 5.2.15 Fig 5.2.15 该程序段的任务是将采集来的液位值进行格式转换然后存储在DB2.DBD10、DB3.DBD10中，然后PID根据这两个地址中的内容进行运算和输出控制值。 设定PID模块的参数，本控制系统采用PI控制即比例积分控制。所以设定P、I参数。 将主水箱的P、I参数都设为如图：5.2.16 ，副水箱目标值不设，其它值与主水箱一致。 图 5.2.16 Fig 5.2.16 在主回路PID模块的后边编写