基于S7-200PLC的液位控制系统设计介绍.doc

综合自动化实验报告书 题 目：基于S7-200PLC的液位控制系统设计 学生姓名： 何丰丰 学 号： 200601010225 专业班级： 06电2班 指导教师： 刘 振 东 计算机与自动控制学院 2010年01月14日 综合自动化实验 ——基于S7-200 PLC的液位控制系统设计 实验目的： 1．学习西门子S7-200可编程控制器 2．掌握组态王软件的编程调试方法； 3．掌握PLC可编程控制器和组态王软件结合 实验要求： 1. 利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统, 2. 在上位机编制工艺画面，能够显示系统的实时状态、通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式,向用户提供检验液位PLC控制系统的动态运行情况 实验步骤： 掌握各设备的主要功能及工作情况 硬件设备主要包括：上水箱、液位变送器LT1、电动调节阀1，变频器，水泵。各个设备的连接情况如图1所示： 图1 过程控制系统结构图 设备之间安装与连接 按照图2所示，将实验所需的设备如液位变送器、PLC、调节阀等安装并接线。 图2 控制系统示意图 图3 控制系统框图 3．系统控制电气连接图 PLC选型 CPU 选择的型号是西门子的CPU-226，它是200系列 可携带7个模块 集成24个输入、16个输入共40个数字量I/O点，最大可扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 13K字节的程序和数据存储空间 6个独立的30KHz的高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，并具有PID控制器 2个RS485通讯/编程接口，具有PPI通信协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力 I/O端子排可很容易的整体拆卸 模拟输入模块采用EM 231，其输入信号是4~20mA信号 模拟量输出模块采用EM232。 电气连接图如下所示： 在STEP7-MicroWin环境中编写、调试、下载PLC的梯形图程序。 在编写PLC程序时，查阅了STEP7关于模拟量输入处理、模拟量输出处理、定时中断、PID指令等内容。程序的流程图如下图所示： 5．系统梯形图如下图所示 （1）主程序： M0.0为1时，进行PID自动调节；M0.0为0时，进行手动控制 （2）子程序Ai_in（将32位整数转换为0到1的实数） （3）子程序 Ao_out（将0到1的实数转化为32位整数） （4）子程序 PID_control 注释：符号表 .6.偏移地址说明 偏移地址 域 格式 类型 说明 0 过程值PV 双字/格式 输入 0~1.0范围 4 VD204 SV设定 双字/格式 输入 0.0~1.1范围 8 VD208 输出OP 双字/格式 输入/输出 0~1.0 12 VD212 增益K 双字/格式 输入 正数或负数 16 VD216 采样时间Ts 双字/格式 输入 秒 20 VD220 积分时间Ti 双字/格式 输入 分钟 24 VD224 微分时间Td 双字/格式 输入 分钟 28 积分前项 双字/格式 入/出 不占用 32 过程变量前项 双字/格式 入/出 不占用 7.在计算机中，参照图7-9，编制实时动态显示画面。最后系统联调时，在画面上可显示和修改相关参数，在完成PID参数整定后，控制精度在2%以内。 手动调试动态显示画面 自动调试动态显示画面 3）PID调节曲线 图7 9．实验收获 利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统来完成本次实验，通过在实践中运用PLC的相关知识，使我进一步掌握了S7-200PLC程序的编写与调试，S7-200PLC中处理模拟量的方法及PID算法；对我今后学习和拓展PLC知识起到了促进作用，通过实际应用使我进一步体会到了理论联系实际在学习中的重要性，并为以后工作中培养实践能力奠定了基础。熟悉并掌握了利用组态软件调试程序的方法以及PLC和组态软件之间的通信方法。.实践证明,PLC可编程控制器和组态软件结合有利于PLC控制系统的设计、检测,具有良好的应用价值.