基于PLC的液位监控系统设计
基于PLC的液位监控系统设计[20191213111440]
摘 要
液位在许多工业生产领域有着广泛的应用，传统的继电器控制硬连接电器多、自动化程度不高、稳定性差。本设计采用的可编程逻辑控制器（即PLC），操作简单、稳定性好，还可在线修改控制电路，灵活性强。
本文设计了基于PLC和触摸屏的液位监控系统，分为上下位机两个部分，实现模拟信号和数字信号的采集、模拟信号的输入和输出和闭环PID控制，最终实现对液位的实时监控，将液位稳定在设定值。
下位机采用了西门子S7-200 PLC，通过读取触摸屏上的数字信号和超声波液位计上测得的模拟量（4～20mA电流信号）来控制变频器，同时采用增量式光电编码器测量电机实际转速信号并把信号反馈给PLC，构成闭环PID控制系统，通过调整PID参数，达到最优调节。上位机实现了两种控制模式：模式一为MCGS通用版模拟运行，模式二为MCGS触摸屏跟PLC共同控制。模式一中，系统实现了对液位的正弦模拟输入，并根据用户设置的上下限值进行报警，同时用报表和曲线图的形式显示实时数据和历史数据；模式二中，用户可以通过触摸屏实时监测系统运行状况，了解报警指示，并能在触摸屏上设置参数，通过按钮动作控制电机转停。
本文的基于PLC的液位监控系统，人机交互友好，通过PID调节控制效果准确，操作方便，实时性强。本系统可以用于液体储罐、进料罐、水箱等多个工业生产领域，应用广泛。
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关键字:字液位监控S7-200PLC触摸屏闭环PID控制
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 液位监控系统的研究现状 1
1.3 本课题的研究意义 2
1.4 本文主要内容及章节安排 4
第二章 系统的下位机设计 5
2.1 系统总体硬件设计 5
2.2 PLC与MCGS组态软件 6
2.2.1 S7-200PLC 6
2.2.2 MCGS组态软件 8
2.3 其他硬件的选型及使用 10
2.3.1 变频器 10
2.3.2 超声波液位计 11
2.3.3 编码器 13
第三章 系统的上位机设计 14
3.1 系统总体软件设计 14
3.2 PLC部分程序 15
3.2.1 超声波信号采集程序 15
3.2.2 数字信号采集 16
3.2.3 比较运行模块 17
3.2.4 电机转速PID控制模块 17
3.3 MCGS组态软件程序 20
3.3.1 MCGS6.2通用版 20
3.3.2 MCGS7.2嵌入版 22
第四章 系统调试与结果 26
4.1 系统调试 26
4.1.1 MCGS通用版调试 26
4.1.2 PC机与MCGS触摸屏间的通信 26
4.1.3 PC机与PLC间的通信 27
4.1.4 MCGS组态软件与PLC间的通信 27
4.2 运行结果 27
第五章 总结与展望 30
参考文献 31
致 谢 33
附录 34
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题，我们引进了工业生产的自动化控制。液位作为工业生产过程中重要的工艺参数之一，在各个领域都有着广泛的应用，诸如液体储罐、储槽、进料罐、缓冲罐、水箱等设备。一个系统的液位是否稳定，直接影响了工业生产是否安全，生产效率的高低，能源是否能够得到合理利用的一系列重要问题。随着现代工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经不能满足工业生产控制要求，所以又引入了可编程逻辑控制。在工业生产过程中，液体贮槽设备的应用十分普遍，为保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡，因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出，要求设计一个液位监控系统达到此目的。
在我国随着社会的发展，很早就实行了自动化控制，在液位控制系统里也得到了广泛应用，特别是锅炉液位控制，单回路控制系统的结果比较简单，所需的自动化装置数量少，操作维护也比较方便，因此在化工自动化中使用很普遍，这类系统占控制回路的绝大多数。单回路控制系统虽然简单，但它的分析、设计方法是其他各种复杂过程控制系统分析、设计的基础。对单回路控制系统进行分析、设计、调试处理的方法。理解单回路控制系统对各个环节的影响，就可以分析处理好更复杂的设计问题。利用人机接口的智能软件包MCGS软件在PC机上监理工程控制的对象，完成对PLC的控制，由于上位机只需要完成对监控信息的收集和处理而不需要对设备的运行进行具体控制，上下位机处理同时进行，可以用最少的人员配备对远程控制的管理，提供较为直观、清晰、准确的现场状态信息，进而为维修和错误诊断提供多方面可能性，减少维修人员路上往返时间，整体提高远程监控系统的运行速度。
1.2 液位监控系统的研究现状
通过查阅文献，对液位监控系统的研究、PLC和MCGS组态软件等在这方面的应用以及所要用到的相关过程控制方面的研究现状有了一定的了解。
文献[4]中以过程控制实验装置的水箱液位系统为被控对象，PLC作为控制器，电动阀为执行器，在建立液位系统的数学模型的基础上，采用PID控制算法，对其参数进行了整定，采用MCGS实现实时数据浏览、实时和历史趋势数据显示等功能。但这个系统只是将输出液位压力采集进行反馈，误差比较大。
文献[5]在总结PLC作为现场控制直接迅速和工控组态软件开发简单、可靠性高的特点的基础上，用计算机作为上位机，利用“组态王”软件作为程序开发平台，下位机采用PLC设计了一个简单实用的液位监控系统。只是此设计过于简单，人机交互不直观，但这种思想可以借鉴来进行本次设计。
文献[6]以锅炉液位为对象，用MCGS组态软件对锅炉液位系统进行仿真，以自动控制和过程控制理论为基础，对锅炉液位系统进行串级控制的设计。串级控制系统与单回路方案相比，克服了容量滞后和纯滞后对控制质量的影响。
文献[7]针对炼厂 、油库、酿酒等企业的储备或发酵罐群液位监控的需要，应用组态控制技术，下位机采用89C51单片机作为主控器，设计了基于Kingview组态软件的罐群液位监控系统。系统主要针对下位机自控系统的设计，上位机系统的设计不够完整全面。
文献[8]采用主从式结构，上位机采用MCGS组态软件实现监控软件，对液位信息进行实时监控,下位机以80C51单片机为核心，进行液位信息的采集和转换,并与上位机进行信息交互,上位机和下位机通过串口方式进行通信。
文献[9]研究了以单回路智能调节仪与上位机构建分布式液位监控系统。设计通过VB设计的控制程序实现与百特公司XMA5000型智能SLPC的通信，从而通过该单回路控制器（SLPC）实现现场控制。以当时水平系统在实现对现场系统数据的实时采集、数据分析、绘制曲线趋势图等方面有了进一步的发展。
通过研究发现，现代液位监控系统正朝着控制更加简单、人机交互更加友好、控制更加精确的方向发展。为此，本次设计上位机通过MCGS组态软件编程与下位机PLC之间的通信，把超声波液位计采集的模拟信号作为输入实现液位监控功能。
1.3 本课题的研究意义
在单片机控制电机转速的自动控制系统中，不仅系统的编程繁琐，一旦系统程序发生故障，系统维护、维修会显得很困难，而且系统的可靠性低。相比之下PLC功能完善，组合灵活，扩展方便，实用性强。现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块，可以方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。以开关量控制为其特长，也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，实现生产过程的综合自动化。因此，本设计上位机采用PLC控制。
在系统运行的过程中会受到各种外界因素的干扰，使得电机的转速受外界干扰而波动比较大，为使得电机转速能够快速稳定的运行在系统的设定值，本设计应采用了闭环PID控制。在很多的变频调速系统设计中都采用了开环控制。开环控制结构简单，成本低，可以适用于风机，水泵等对调速胸膛里动态性能要求不高的场合，它能够使转速开环变频调速系统满足一般的平滑调速的要求，但是开环调速系统的静、动态性能都有一定的局限性，要想提高系统的静、动态性能，就需要将系统设计成带反馈的闭环控制系统。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例积分微分控制，又称PID调节。PID控制器问世至今己有近60年的历史了，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要和可靠的技术工具。为了该设计能够达到良好的静、动态性能，同时可以快速可靠地稳定在设定值状态下运行，采用闭环PID控制系统。
MCGS组态软件具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块 ，无纸记录仪 、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。本设计采用传统的开关量控制将会给系统带来了很大的不便，不仅电机转速，定时时间等参数的设定难以实现，而且对于系统电机的实际转速难以反馈给操作用户，用户不能及时发现系统是否有出现故障，给人机交互带来了很大的不便。采用MCGS组态加触摸屏控制方式，人机界面友好，不仅可以方便地设定参数，而且可以实时了解系统运行状况。因此，本设计采用MCGS组态软件下的触摸屏控制。
综上所述，本设计采用MCGS组态软件编辑触摸屏界面，与S7-200PLC通信完成对系统的实时控制，人机界面简单易懂，方便用户进行操作；主要采用开关量控制，控制简单；系统运行状况可以实时显示，控制准确。系统主要模块采用PID控制，使液位能很好地稳定在设定值，抗干扰能力强。
1.4 本文主要内容及章节安排
本文主要研究的是基于PLC和触摸屏的液位监控系统。系统通过PLC采集触摸屏或者超声波液位计的信号来控制水泵内电机的转速进而达到控制液位的目的。对这一系统进行深入研究，本文主要的设计要点如下：
(1) 本设计实现了触摸屏与PLC的通信，实时显示了系统和设备的运行状态，成功的替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强大。
(2) 本设计采用的闭环反馈调节，在PLC中调用PID控制模块，并将PID运算的数据结果转换成模拟信号，作为控制水泵转速的控制信号。
(3) 本设计实现了PLC对模拟信号量的采集。系统通过PLC扩展模块EM231上的模拟量输入口将超声波液位计测得的距离转换成的电流信号读入，实现了模拟信号的读入，完成了模拟量控制电机转速。
本文的章节安排如下：
第1章、绪论。主要综述了课题研究的背景，概述了三相异步电机变频调速
系统相关技术的发展概论，阐述了本课题的以及研究意义以及本文设计要点及章节安排。
第2章、系统的下位机设计。概括了系统的总体下位机设计，具体介绍本设
计各个组成部分的结构，原理，特点。
第3章、系统的上位机设计。通过系统流程图分析系统，再详细的分析PLC
的程序设计和MCGS的组态软件设计。
第4章、系统的调试和结果。分析了系统调试过程中遇到的故障，故障造成
的原因和如何解决故障的方法以及调试的结果。
第5章、总结与展望
第二章 系统的下位机设计
2.1 系统总体硬件设计
本系统主要由PC机，S7-200 PLC，触摸屏，变频器，水泵（电机），编码器，超声波液位计7部分组成。按照要求，系统设计了两种实现方式：一种是触摸屏控制，由MCGS编辑触摸屏界面，由于触摸屏不能实现数据运算，只能进行数据传输功能，所以这种工作模式只是控制电机水泵的开与关；另一种是超声波液位计测得实际液位进行控制，当实际液位高于设定值，水泵加快运转，液位降低，反之，水泵减速运转，液位上升到设定值。
图2.1 系统总体结构原理图
如图2.1系统总体结构原理图所示，超声波液位计探测液位，采集距离值转换成4～20mA电流信号传送给S7-200PLC模拟信号输入口，与通过触摸屏设置的目标液位高度进行比较，由PLC发送0～10V电压信号传送给变频器进而控制水泵电机转速达到控制液位的目的，然后采用反馈元件增量式光电编码器测量电机转速并把高速脉冲信号反馈给PLC将系统构成闭环PID控制系统，实现稳定调节。用户可以将PC机上编好的梯形图程序通过RS485/PPI下载线写到PLC中和MCGS组态程序通过USB下载线写到触摸屏中，触摸屏与PLC的通过RS485通信电缆通信，触摸屏上输入转速或者超声波液位计输入的电流模拟信号给PLC，PLC经过内部的模块处理输出模拟信号给变频器，变频器改变输出电源的频率从而改变电机的转速，增量式光电编码器测量电机的转速并作为系统反馈值给PLC[10]。通过闭环PID调节可以迅速将电机的转速稳定在设定值。
摘 要
液位在许多工业生产领域有着广泛的应用，传统的继电器控制硬连接电器多、自动化程度不高、稳定性差。本设计采用的可编程逻辑控制器（即PLC），操作简单、稳定性好，还可在线修改控制电路，灵活性强。
本文设计了基于PLC和触摸屏的液位监控系统，分为上下位机两个部分，实现模拟信号和数字信号的采集、模拟信号的输入和输出和闭环PID控制，最终实现对液位的实时监控，将液位稳定在设定值。
下位机采用了西门子S7-200 PLC，通过读取触摸屏上的数字信号和超声波液位计上测得的模拟量（4～20mA电流信号）来控制变频器，同时采用增量式光电编码器测量电机实际转速信号并把信号反馈给PLC，构成闭环PID控制系统，通过调整PID参数，达到最优调节。上位机实现了两种控制模式：模式一为MCGS通用版模拟运行，模式二为MCGS触摸屏跟PLC共同控制。模式一中，系统实现了对液位的正弦模拟输入，并根据用户设置的上下限值进行报警，同时用报表和曲线图的形式显示实时数据和历史数据；模式二中，用户可以通过触摸屏实时监测系统运行状况，了解报警指示，并能在触摸屏上设置参数，通过按钮动作控制电机转停。
本文的基于PLC的液位监控系统，人机交互友好，通过PID调节控制效果准确，操作方便，实时性强。本系统可以用于液体储罐、进料罐、水箱等多个工业生产领域，应用广泛。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字液位监控S7-200PLC触摸屏闭环PID控制
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 液位监控系统的研究现状 1
1.3 本课题的研究意义 2
1.4 本文主要内容及章节安排 4
第二章 系统的下位机设计 5
2.1 系统总体硬件设计 5
2.2 PLC与MCGS组态软件 6
2.2.1 S7-200PLC 6
2.2.2 MCGS组态软件 8
2.3 其他硬件的选型及使用 10
2.3.1 变频器 10
2.3.2 超声波液位计 11
2.3.3 编码器 13
第三章 系统的上位机设计 14
3.1 系统总体软件设计 14
3.2 PLC部分程序 15
3.2.1 超声波信号采集程序 15
3.2.2 数字信号采集 16
3.2.3 比较运行模块 17
3.2.4 电机转速PID控制模块 17
3.3 MCGS组态软件程序 20
3.3.1 MCGS6.2通用版 20
3.3.2 MCGS7.2嵌入版 22
第四章 系统调试与结果 26
4.1 系统调试 26
4.1.1 MCGS通用版调试 26
4.1.2 PC机与MCGS触摸屏间的通信 26
4.1.3 PC机与PLC间的通信 27
4.1.4 MCGS组态软件与PLC间的通信 27
4.2 运行结果 27
第五章 总结与展望 30
参考文献 31
致 谢 33
附录 34
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题，我们引进了工业生产的自动化控制。液位作为工业生产过程中重要的工艺参数之一，在各个领域都有着广泛的应用，诸如液体储罐、储槽、进料罐、缓冲罐、水箱等设备。一个系统的液位是否稳定，直接影响了工业生产是否安全，生产效率的高低，能源是否能够得到合理利用的一系列重要问题。随着现代工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经不能满足工业生产控制要求，所以又引入了可编程逻辑控制。在工业生产过程中，液体贮槽设备的应用十分普遍，为保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡，因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出，要求设计一个液位监控系统达到此目的。
在我国随着社会的发展，很早就实行了自动化控制，在液位控制系统里也得到了广泛应用，特别是锅炉液位控制，单回路控制系统的结果比较简单，所需的自动化装置数量少，操作维护也比较方便，因此在化工自动化中使用很普遍，这类系统占控制回路的绝大多数。单回路控制系统虽然简单，但它的分析、设计方法是其他各种复杂过程控制系统分析、设计的基础。对单回路控制系统进行分析、设计、调试处理的方法。理解单回路控制系统对各个环节的影响，就可以分析处理好更复杂的设计问题。利用人机接口的智能软件包MCGS软件在PC机上监理工程控制的对象，完成对PLC的控制，由于上位机只需要完成对监控信息的收集和处理而不需要对设备的运行进行具体控制，上下位机处理同时进行，可以用最少的人员配备对远程控制的管理，提供较为直观、清晰、准确的现场状态信息，进而为维修和错误诊断提供多方面可能性，减少维修人员路上往返时间，整体提高远程监控系统的运行速度。
1.2 液位监控系统的研究现状
通过查阅文献，对液位监控系统的研究、PLC和MCGS组态软件等在这方面的应用以及所要用到的相关过程控制方面的研究现状有了一定的了解。
文献[4]中以过程控制实验装置的水箱液位系统为被控对象，PLC作为控制器，电动阀为执行器，在建立液位系统的数学模型的基础上，采用PID控制算法，对其参数进行了整定，采用MCGS实现实时数据浏览、实时和历史趋势数据显示等功能。但这个系统只是将输出液位压力采集进行反馈，误差比较大。
文献[5]在总结PLC作为现场控制直接迅速和工控组态软件开发简单、可靠性高的特点的基础上，用计算机作为上位机，利用“组态王”软件作为程序开发平台，下位机采用PLC设计了一个简单实用的液位监控系统。只是此设计过于简单，人机交互不直观，但这种思想可以借鉴来进行本次设计。
文献[6]以锅炉液位为对象，用MCGS组态软件对锅炉液位系统进行仿真，以自动控制和过程控制理论为基础，对锅炉液位系统进行串级控制的设计。串级控制系统与单回路方案相比，克服了容量滞后和纯滞后对控制质量的影响。
文献[7]针对炼厂 、油库、酿酒等企业的储备或发酵罐群液位监控的需要，应用组态控制技术，下位机采用89C51单片机作为主控器，设计了基于Kingview组态软件的罐群液位监控系统。系统主要针对下位机自控系统的设计，上位机系统的设计不够完整全面。
文献[8]采用主从式结构，上位机采用MCGS组态软件实现监控软件，对液位信息进行实时监控,下位机以80C51单片机为核心，进行液位信息的采集和转换,并与上位机进行信息交互,上位机和下位机通过串口方式进行通信。
文献[9]研究了以单回路智能调节仪与上位机构建分布式液位监控系统。设计通过VB设计的控制程序实现与百特公司XMA5000型智能SLPC的通信，从而通过该单回路控制器（SLPC）实现现场控制。以当时水平系统在实现对现场系统数据的实时采集、数据分析、绘制曲线趋势图等方面有了进一步的发展。
通过研究发现，现代液位监控系统正朝着控制更加简单、人机交互更加友好、控制更加精确的方向发展。为此，本次设计上位机通过MCGS组态软件编程与下位机PLC之间的通信，把超声波液位计采集的模拟信号作为输入实现液位监控功能。
1.3 本课题的研究意义
在单片机控制电机转速的自动控制系统中，不仅系统的编程繁琐，一旦系统程序发生故障，系统维护、维修会显得很困难，而且系统的可靠性低。相比之下PLC功能完善，组合灵活，扩展方便，实用性强。现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块，可以方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。以开关量控制为其特长，也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，实现生产过程的综合自动化。因此，本设计上位机采用PLC控制。
在系统运行的过程中会受到各种外界因素的干扰，使得电机的转速受外界干扰而波动比较大，为使得电机转速能够快速稳定的运行在系统的设定值，本设计应采用了闭环PID控制。在很多的变频调速系统设计中都采用了开环控制。开环控制结构简单，成本低，可以适用于风机，水泵等对调速胸膛里动态性能要求不高的场合，它能够使转速开环变频调速系统满足一般的平滑调速的要求，但是开环调速系统的静、动态性能都有一定的局限性，要想提高系统的静、动态性能，就需要将系统设计成带反馈的闭环控制系统。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例积分微分控制，又称PID调节。PID控制器问世至今己有近60年的历史了，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要和可靠的技术工具。为了该设计能够达到良好的静、动态性能，同时可以快速可靠地稳定在设定值状态下运行，采用闭环PID控制系统。
MCGS组态软件具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态
综上所述，本设计采用MCGS组态软件编辑触摸屏界面，与S7-200PLC通信完成对系统的实时控制，人机界面简单易懂，方便用户进行操作；主要采用开关量控制，控制简单；系统运行状况可以实时显示，控制准确。系统主要模块采用PID控制，使液位能很好地稳定在设定值，抗干扰能力强。
1.4 本文主要内容及章节安排
本文主要研究的是基于PLC和触摸屏的液位监控系统。系统通过PLC采集触摸屏或者超声波液位计的信号来控制水泵内电机的转速进而达到控制液位的目的。对这一系统进行深入研究，本文主要的设计要点如下：
(1) 本设计实现了触摸屏与PLC的通信，实时显示了系统和设备的运行状态，成功的替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强大。
(2) 本设计采用的闭环反馈调节，在PLC中调用PID控制模块，并将PID运算的数据结果转换成模拟信号，作为控制水泵转速的控制信号。
(3) 本设计实现了PLC对模拟信号量的采集。系统通过PLC扩展模块EM231上的模拟量输入口将超声波液位计测得的距离转换成的电流信号读入，实现了模拟信号的读入，完成了模拟量控制电机转速。
本文的章节安排如下：
第1章、绪论。主要综述了课题研究的背景，概述了三相异步电机变频调速
系统相关技术的发展概论，阐述了本课题的以及研究意义以及本文设计要点及章节安排。
第2章、系统的下位机设计。概括了系统的总体下位机设计，具体介绍本设
计各个组成部分的结构，原理，特点。
第3章、系统的上位机设计。通过系统流程图分析系统，再详细的分析PLC
的程序设计和MCGS的组态软件设计。
第4章、系统的调试和结果。分析了系统调试过程中遇到的故障，故障造成
的原因和如何解决故障的方法以及调试的结果。
第5章、总结与展望
第二章 系统的下位机设计
2.1 系统总体硬件设计
本系统主要由PC机，S7-200 PLC，触摸屏，变频器，水泵（电机），编码器，超声波液位计7部分组成。按照要求，系统设计了两种实现方式：一种是触摸屏控制，由MCGS编辑触摸屏界面，由于触摸屏不能实现数据运算，只能进行数据传输功能，所以这种工作模式只是控制电机水泵的开与关；另一种是超声波液位计测得实际液位进行控制，当实际液位高于设定值，水泵加快运转，液位降低，反之，水泵减速运转，液位上升到设定值。
图2.1 系统总体结构原理图
如图2.1系统总体结构原理图所示，超声波液位计探测液位，采集距离值转换成4～20mA电流信号传送给S7-200PLC模拟信号输入口，与通过触摸屏设置的目标液位高度进行比较，由PLC发送0～10V电压信号传送给变频器进而控制水泵电机转速达到控制液位的目的，然后采用反馈元件增量式光电编码器测量电机转速并把高速脉冲信号反馈给PLC将系统构成闭环PID控制系统，实现稳定调节。用户可以将PC机上编好的梯形图程序通过RS485/PPI下载线写到PLC中和MCGS组态程序通过USB下载线写到触摸屏中，触摸屏与PLC的通过RS485通信电缆通信，触摸屏上输入转速或者超声波液位计输入的电流模拟信号给PLC，PLC经过内部的模块处理输出模拟信号给变频器，变频器改变输出电源的频率从而改变电机的转速，增量式光电编码器测量电机的转速并作为系统反馈值给PLC[10]。通过闭环PID调节可以迅速将电机的转速稳定在设定值。
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