基于PLC的液位控制系统的设计开题报告.doc

四川理工学院 毕业设计 (论文)开题报告 学 院： 机械工程学院 专 业：机械设计与制造及自动化（机电） 班 级： 07级3班 课题名称： 基于PLC的液位控制系统 学生姓名： 任科举 学号: 07011039202 指导教师： 　 孙 祥 国 报告日期： 二〇一一年三月十三日 文献综述 “过程控制”是一门与工业生产过程联系十分密切的科目。随着科学技术的 飞速发展，过程控制也在日新月异的发展。它不仅在传统工业改造中，起到了提高质量，节约原材料和能源，减少环境污染等十分重要的作用，而且正在成为新建的规模大，结构复杂的工业生产过程中不可缺少的组成部分(1) 在工业生产过程中,液位变量是一个常见而广泛的过程参数之一。液位控制装置具有非线性、滞后、耦合等特点,难以对其进行精确控制.在众多的控制算法中,模糊控制是行之有效的控制方法之一。但在模糊控制系统的设计过程中,存在大量繁琐的工作,如控制器结构的确定,隶属函数的选取、各种规则的获取,参数的调整等.本文利用PID模糊控制。信号处理是过程控制中的重要组成部分。 步入21世纪之后,社会进入数字化的时代,而数字信号处理器(digital　signal　processor)正是这场数字化革命的核心。数字信号处理是利用专用或通用数字信号处理芯片,通过数字计算的方法对信号进行处理与模拟信号处理相比数字信号处理具有精确,灵活,抗干扰能力强,可靠性好和易于大规模集成等特点。 目前，集成电路的设计由于电流模式电路技术的发展和应用而获得了新的生长点，模拟VLSI的必威体育精装版进展使得开发和实现电流模式信号处理成为可能.电流模式技术和方法对于诸如放大器、变换器、A/D和D/A、采样数据和连续时间滤波器、自校正系统，编程系统、ANN(人工神经网络)和神经计算机等许多问题提供了最有吸引力的途径，并将对微电子学与信息科学、计算机科学与AI,控制与机器人等领域的发展产生重要的影响。 信号的获取需要传感器，适用于测液位的传感器有很多种，主要有热敏电阻传感器、电容式液位传感器、电感式液位传感器等。它们各有特点，可根据液面特性选择。 模拟量输入通道因检测系统本身的特点、实际应用的要求等因素的不同，可以有不同的形式。比如，对于高速系统，特别是需要同时得到系数众多数据的系统，可采用并行转换结构。但通道越多，成本越高，而且会使系统体积大，也给系统较准带来困难，通常采用的结构是多路通道共享采样/保持和模数转换电路。信号处理器的功能是对来现场的多路模拟信号滤波、隔离、电平转换、非线性补偿、电流电压转换等。多路开关将多路信号按一定顺序要求切换到放大器的输入端。放大器是将传感器输出的弱信号放大到A/D转换器所需电平。采样保持器的作用，一是保证A/D转换过程中被转换的模拟量保持不变，以提高转换精度；二是可将多个相关的检测点在同一时刻的状态量保持下来，以供分时转换和处理，确保每个检测量在时间上的一致性。若模拟输入电压信号变化缓慢，A/D转换精度能够满足要求，则S/H可省不用。A/D将模拟信号转换成数字信号，以使计算机能够接收。 A/D转换器的种类很多，按工作原理可分为比较式和积分式两大类。 比较式A/D转换器的工作原理实质上是将被转换的模拟量与转换器产生的基准电压进行比较，从而将模拟量转换成　数字量。积分式A/D转换通过对被测量进行积分，将被测量转化成中间量（时间或频率），然后再将中间量转换成数字量。积分式A/D转换测量的平均值，它的抗干扰能力强，准确度高，但速度较慢。逐次逼近式属于闭环比较式，速度快，准确度高，应用广泛。 积分式A/D转换通过对被测量进行积分，将被测量转化成中间量（时间或频率），然后再将中间量转换成数字量。积分式A/D转换测量的平均值，它的抗干扰能力强，准确度高，但速度较慢。积分式A/D转换器可分电压-时间（V-T）转换式和电压-频率（V-F）转换式，每一种根据转换的特点又分为若干类。 模拟量输出通道有以下两种基本结构（1）多通道独立D/A转换形式。由于目前D/A转换器芯片内部一般带来数据锁存器，所以这种连接方式的不需要采样保持器。一旦数据送入D/A转换器只要没有新的数据输入，它就保持原来的输出值。这种结构的组成包括I/O接口、D/A转换器、隔离级、输出级、执行器。多通道独立D/A转换器结构的优点是转换速度快，工作可靠、精度高且各个通道互相独立而互不影响。缺点是使用较多D/A转换器，投资较高。工业控制中多采用此种形式。（2）多通道共享D/A转换形式。这种形式由于D/A转换器是共用的，所以每一个模拟量输出通道都需要一个采样保持器S/H, 采样保持器的作用是将D/A转换器输出的离散模拟量转换成执行器件能接受的连接信号，即把上一时输出的采样值保持到下一次输出。这种