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毕业设计论文 基于PLC的流量监控系统设计 xxxx大学 xxx.xx xxx 目录 1 选题背景 2 方案论证 3 开发设计过程 4 结果分析 5 总结 参考文献 致谢 附录A:MAIN主程序： 附录B:CPU技术规范 附录C :EM 235模拟量输入，输出和组合模块的技术规范 基于PLC的流量监控系统设计 1 选题背景 本毕业设计课题来自实验室建设。目的是利用PLC来实现过程控制。目前，PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。MCGS即监视与控制通用系统，英文全称为Monitor and Control Generated System。MCGSMCGS工控组态软件是一套32位工控组态软件流程控制、数据采集、设备控制与输出数据与曲线等诸多强大功能于一身广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械等多种工程领域。e_2 VD144 偏差前前值 Mnp VD148 比例值 Mni VD152 积分值 Mnd VD156 微分值 dMn VD160 PID增量 Mn_1 VD164 输出前值 Mn VD168 输出值 Kc VD172 比例系数 Ti VD176 积分时间常数 Td VD180 微分时间常数 Ts VD184 采样周期 Pvn VD200 测量值 Spn VD208 给定值 max VW220 测量值最大值 表1 地址分配 3.5 PLC系统的选型 选择PLC一方面要注意容量，另一方面什么公司的。从上面的分析可以知道，系统需要模拟量输入点一个，模拟量输出点一个。可以选用西门子公司S7-200 CPU222PLC（8入6继电器输出）一台，特点：体积小巧全面功能最适应于中小机器设备的控制适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7－200系列具有极高的性能价格比极高的可靠性极丰富的指令集 易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能强劲的通讯能力丰富的扩展模块-时间控制系统中，PID控制器应用得非常广泛。其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，参数整定方便，结构更改灵活，能满足一般的控制要求。 PID控制比连续PID控制更为优越，因为计算机程序的灵活性，很容易克服连续PID控制中存在的问题，经修正而得到更完善的数字PID算法。连续一时间PID控制系统如所示。图中，D（s）为控制器。在PID控制系统中，D（s）完成PID控制规律，称为PID控制器。 PID控制器是一种线性控制器，用输出量y（t）和给定量r（t）之间的误差的时间函数。e(t)=r(t)-y(t) 的比例，积分，微分的线性组合，构成控制量u（t），称为比例（Proportional）积分（Integrating）微分（Differentiation）控制，简称PID控制。实际应用中，可以根据受控对象的特性和控制的性能要求，灵活地采用不同的控制组合，构成 P）控制器 PI）控制器 PID）控制器 ????????? 式中 ???KP——比例放大系数；TI——积分时间；? TD——微分时间。 ?? 控制作用:比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。但是，比例控制不能消除稳态误差。比例放大系数的加大，会引起系统的不稳定。积分控制的作用是，只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。因而，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，使系统误差为零，从而消除稳态误差。积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。应用PID控制，必须适当地调整比例放大系数KPTI和微分时间TD，使整个控制系统得到良好的性能 数字PID控制算法:在电子数字计算机直接数字控制系统中，PID控制器PID控制算法程序实现的。计算机直接数字控制系统大多数是采样-数据控制系统。进入计算机的连续-时间信号,必须经过采样和整量化后，变成数字量，方能进入计算机的存贮器和寄存器，而在数字计算机中的计算和处理，不论是积分还是微分，只能用数值计算去逼近。PID控制规律的实现，也必须用数值逼近的方法。当采样周期相当短时，用求和代替积分，用差商代替微商，使PID算法离散化，将描述连续-时间PID算法的微分方程，变为描述离散-时间PID算法的差分方程。 当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是控制量的增量（例如去驱动步