过程控制系统课程设计 基于pid的上水箱液位控制系统设计_精品.doc

过程控制系统课程设计 一、 1.设计内容 针对某厂的液位控制过程与要求实现模拟控制，其工艺过程如下：用泵作为原动力，把水从低液位池抽到高液位池，实现对高液位池液位高度的自动控制。具体设计内容是利用西门子S7-200PLC作为控制器，实现对单容水箱液位高度的定值控制，同时利用MCGS组态软件建立单容水箱液位控制系统的监控界面，实现实时监控的目的。 2.设计要求 1、以RTGK-2型过程控制实验装置中的单个水箱作为被控对象、PLC作为控制器、静压式压力表作为检测元件、电动调节阀作为执行器构成一个单容水箱单闭环控制系统，实现对水箱液位的恒值控制。 2、PLC控制器采用PID算法，各项控制性能满足要求：超调量20%，稳态误差≤±0.1；调节时间ts≤120s； 3、组态测控界面上，实时设定并显示液位给定值、测量值及控制器输出值；实时显示液位给定值实时曲线、液位测量值实时曲线和PID输出值实时曲线； 4、选择合适的整定方法确定PID参数，并能在组态测控界面上实时改变PID参数； 5、通过S7-200PLC编程软件Step7实现PLC程序设计与调试； 6、分析系统基本控制特性，并得出相应的结论； 7、设计完成后，提交打印设计报告。 3.参考资料1.邵裕森,戴先中主编.过程控制工程(第2版).北京:机械工业出版社.2003 2.崔亚嵩主编.过程控制实验指导书（校内） 3.廖常初主编.PLC编程及应用(第2版).北京:机械工业出版社.2007 4.吴作明主编.工业组态软件与PLC应用技术.北京:北京航空航天大学出版社.2007 4.设计进度（200年月日至月日） 时间 设计内容 2010年12月28日～2010年12月29日 编制PLC控制程序，并上机调试； 2010年12月30日～2010年12月31日 利用MCGS组态软件建立该系统的工程文件 2011年1月2日～2011年1月4日 进行MCGS与PLC的连接与调试 进行PID参数整定 2011年1月5日～2011年1月6日 系统运行调试，实现单容水箱液体定值控制 2011年1月7日～2011年1月9日 写设计报告书 5.设计时间及地点 设计时间：周一五午：0～：0～实验楼、评语及成绩 评分标准 量化 分数 1.独立分析与解决问题的能力 较强 一般 不能 10 2组态界面设计、PLC程序编制及系统调试 界面 程序 硬件 分析 调试 35 3.报告撰写情况 规范 整洁 逻辑 杂乱 有错误 25 4.辅导答疑 认真 应付 消极 10 5.设计态度 认真 应付 消极 10 7.出勤 缺勤次数 10 附加评语 量化总分 课程设计成绩：指导教师：第一章 绪论 1 第二章 系统组态设计 3 2.1 MCGS组态软件概述 3 2.2 新建工程 4 2.3 设备配置 5 2.4新建画面 5 2.5 定义数据对象 9 2.6设备连接 12 2.7 控制面板的设计 14 第三章 PLC设计 18 3.1 PLC概述 18 3.2系统设计PLC程序 20 第四章 课设总结 25 参考文献 26 附录 27 绪论 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为 工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC, PLC自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。”PLC的液位控制系统可以很好的满足工业中的液位控制系统的要求，为控制带来便捷与准确，在现在讲求效率的社会里具有重要的实用价值。在以前的工业中，液位控制的实现方法莫过于人为的去看然后去调，或者通过固定的液位开关，当液位达到一定的高度后液位开关自动闭合或断开来控制液位的。随着自动化不断地发展，在工业中很多时候需要我们连续的去控制液位，时刻的去观察液位的高度，而且越来越多的时候需要在计算机上进行监测液位和控制液位，这就是本设计的目的。 液位是过程控制中的一项重要参数，他对生产的影响不容忽视。为了保证安全生产以及产品的质量和数量，对液位进行及时有效地控制是非常必要的。水箱液位控制是液位控制系统中的一个重要问题，它在工业过程中普遍存在，具有代表性而且非常典型实用[1]。 PLC在工业自动化中应用的十分广泛。PID控制经过很长时间