基于PLC的压力过程控制系统设计.docx

目 录 第一章 绪论 . - 1 - 1.1 PLC 控制在国内外的发展近况 - 1 - 1.2 基于PLC 的压力过程控制系统的发展前景 - 2 - 1.3 MCGS6.2 软件 错误!未定义书签。 1.4 设计目的和要求 - 2 - 第二章 基于PLC 的压力过程控制系统方案 - 3 - 2.1 设计方案 - 3 - 2.1.1 设计方案 - 3 - 2.1.2 控制阀的选择 - 4 - 2.1.3 控制方式的选择 - 5 - 2.2 控制算法 - 6 - 2.2.1 控制算法的选择 - 6 - 2.2.2 PID 控制的原理和特点 - 7 - 2.2.3 PID 控制器的参数整定 - 8 - 第三章 软件部分的实现 - 10 - 3.1 MCGS 组态软件 - 10 - 3.1.1 组态软件的介绍 - 10 - 3.1.2 国内组态软件的比较与选择 - 10 - 3.2 组态软件的应用 - 12 - 3.2.1 MCGS 软件编程 - 12 - 3.3.2 MCGS 软件连接设置 - 14 - 3.3 FX2N 编程软件的应用 - 20 - 3.3.1 PLC 编程指令 - 20 - 3.3.2 控制程序的编写 - 21 - 第四章 硬件部分实现 - 25 - 4.1 PLC 特点 - 25 - 4.2 FX2N 特殊功能模块的应用 - 26 - 4.2.1 FX2N-4AD 模拟量转换模块 - 26 - 4.2.2 FX2N-4DA 模拟特殊模块 - 31 - 4.2.3 PLC 与计算机连接通讯 - 34 - 第五章 调试 - 35 - 5.1 调试步骤 - 35 - 5.2 调试结果与常见故障分析 - 35 - 5.2.1 调试 - 35 - 5.2.2 常见故障分析 - 35 - 第六章 结论 - 37 - 参考文献 - 38 - 谢辞 - 39 - - - PAGE 10 - 第一章 绪论 自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。 同时，计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术，广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域，在工业生产中发挥越来越显著的作用。 PLC 控制在国内外的发展近况 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。可以预期， 随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 基于 PLC 的压力过程控制系统的发展前景 近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。 特别在那些对实时性要求高，对成本敏感，对尺寸敏感的场合，嵌入式PLC大有可为。 1.4 设计目的和要求 基于PLC的压力过程控制系统要求首先辨识压力的数学模型,然后用PLC进行智能控制设计。 在众多生产领域中，经常需要对压力罐等容器中的液位进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化程度不高。而本课题采用可编程控制器（PLC）对压力进行监控，其电路结构简单，投资少，监控系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强，可直接运用于锅炉压力控制中,也可用于