基于MCGS和PLC模煳控制算法在液位控制中作用.doc

中文摘要 液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。单容液位控制系统具有非线性、滞后、耦合等特征能够很好地模拟工业过程特征。对于液位控制系统，常规的P I D控制由于采用固定的参数，难以保证控制适应系统的参数变化和工作条件变化，得不到理想效果。模糊控制具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特点，但控制精度不太理 想如果将模糊控制和传统的P I D控制两者结合， 用模糊控制理论来整定PID控制器的比例、积分、微分系数，就能更好地适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。 关键词：PID控制；可编程控制器(PLC)；模糊PID；单容水箱 目 录 中文摘要 I 目 录 2 第1章 绪 论 5 1.1题的提出及意义 5 1.2目前发展现状 5 1.3本次毕业设计主要研究的内容 6 第2章 实验系统数学模型建立 7 2.1实验液位控制对象概述 7 2.1.1 TGK-2型实验对象组成结构 7 2.2液位控制对象数学模型建立 11 第3章 控制器设计及参数整定方法 15 3.1 PID控制 15 3.1.1 PID概述 15 3.1.2 PID模块介绍 17 3.1.3 PID控制原理 17 3.1.4利用稳定边界法整定单容水箱 17 3.2模糊PID控制 19 3.2.1模糊控制技术简介 19 3.2.2模糊控制器设计步骤 20 3.2.3模糊PID控制器的设计 21 第4章 控制系统设计 27 4.1系统设计要求 27 4.2 PLC的选择 27 4.2.1 S系列PLC发展概述 28 4.2.2 S7-200 系列PLC系统的组成 28 4.3 组态软件的选择 30 4.3.1组态软件产生的背景 30 4.3.2组态软件的选用 31 4.3.3组态软件的特点 31 4.4设计思想 31 4.5 PLC控制系统的应用设计 32 4.5.1 PLC控制的系统的总体设计 33 4.5.2 PLC外围功能模块选择 38 4.5.3电气控制原理图 40 第5章 S7-200PLC编程软件的使用 42 5.1编程软件系统概述 42 5.1.1系统要求 42 5.1.2软件安装 42 5.2 STEP7-200Micro/WIN32软件功能 43 5.2.1编程软件功能简介 43 5.2.2窗口组件及功能 44 5.2.3系统组态 46 5.3编程及运行 46 5.3.1程序文件操作 47 5.3.2梯形图设计 48 STEP7-Micro/WING32编程软件有很强的编辑功能，熟练掌握编辑和修改控制程序操作可以大提高编程的效率。梯形图如图5-4：调节阀采集程序 48 5.3.2 调节阀转换程序 49 5.3.3 模糊PID程序 50 第6章 上位机监控界面设计 53 6.1概述 53 6.2 MCGS特点 53 6.3监控界面设计步骤 54 6.3.1制作文字框图 55 6.3.2制作水箱 55 6.3.3定义数据对象 57 6.3.4动画连接 58 6.3.5水位升降效果 59 6.3.6水泵、阀门的启停 60 6.3.7水流效果 61 6.3.8脚本程序 64 6.4系统调试 64 6.4.1硬件连接 64 6.4.2参数设置 65 6.4.3建立在线联系 66 6.4.4建立修改PLC通讯参数 66 6.5存在问题及解决方法 67 6.5.1设计中存在的问题 67 6.5.2解决存在的问题 67 第七章 实验数据及结果 69 参考文献 70 PLC定义和概念 71 第1章 绪 论 1.1题的提出及意义 随着科学技术的发展，特别是大规模集成电路的问世和微处理机技的应用，出现了可编程序控制(PLC)，它不仅可以取代传统的继电接触器控制系统，还可以进行复杂的过程控制和构成分布式自动化系统，使电气控制技术进入了一个崭新的阶段。为了实现基于MCGS和PLC模糊控制PID算法在液位控制中的应用，本次设计的内容是PLC控制水系统随着技术的发展和人们对生活饮用水品质的不断提高，恒压供水系统以逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备，所以，此技术用在对原有系统的改造过程中，既可以体现恒压供水的优势，又可以尽量保留原有的设备，有效的节省了大量的资金，并且可以保证系统的可靠的运行。测量一直是水文、水利部门的重点，由于没有进行有效监测，江堤决口，水冲毁的恶性事故时有发生，给国家和人民生命财产带来重大损失，为及时发现事故苗头，防患于未来在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失。因此给水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一任何时候都能提供足够的水量、平