plc的液位控制系统设计
摘 要 本次设计是为了改变人工控制液位的准度低、速度过慢、灵敏度不高等许多问题。于是提出通过PLC的液位控制系统中的液位传感器来液位的电信号，然后送入PLC中，经由A/D变换成数字信号，然后到达数字PID调节器中，通过PID算法将控制量经过D/A转换成水泵电机转速相对应的电信号，最后通过水泵电机来控制水泵转速，最终达到控制液位的目的。由最后的结果来看，本文所设计系统较准确并且达到了预期设计的目的，而且能够准确、快速地控制液位，改善了传统液位控制器所带来的不利因素。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景、意义和目的 1
1.1.1背景 1
1.1.2意义 2
1.1.3目的 3
1.2采用PLC控制液位的优点 3
1.3液位控制系统的发展情况 4
1.4课题研究的主要内容 4
第二章 控制方案设计 5
2.1系统原理 5
2.2 系统设计 5
2.3单容水箱对象特性 6
第三章 硬件设计 9
3.1硬件配置 9
3.2控制单元 9
3.2.1可编程控制器（PLC）的选型 9
3.2.2系统设备 10
3.3检测单元 10
3.4执行单元 11
3.5硬件配置 11
3.6STEP 7Micro/WIN编程软件简介 11
3.7参数设定及I/O分配 11
第四章 软件设计 15
4.1程序设计 15
第五章 系统仿真 16
5.1 程序仿真和分析 16
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附 录： 23
第一章 绪论
1.1背景、意义和目的
1.1.1背景
在我国，随着生活的不断进步，自动控制在很早之前就已经实行了。而我国也逐渐利用液位控制系统来改变工业生产所遇到的问题，水箱的液位控制和锅炉的液位控制是我国使用的最普遍的液位控制系统。例如，以前黄河的水位经常给我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
们带来财产损失和生命危险，而通过利用了液位控制系统准确检测了黄河的水位的高低，避免因黄河水位过高而带来的不利因素。
在工业生产中经常会遇到一些问题，比如：系统不易控制、效率低、控制速度过慢等种种问题。因此，工业生产非常需要引入自动化控制来改变这一现状。而恰恰工业自动化控制生产的一个非常重要的控制参数就是液位。能直接影响工业生产的安全性和生产效率的高低等一系列问题的因素就是液位，因为系统液位的稳定才是最重要的。
在大约1940年前，当时的劳动效率非常低，因为人们生产的主要方式是手工，就连生产过程中的各个参数也都是人工凭经验去检查，生产过程的操作也都是人工去完成。
而在那之后，生产的自动化的速度是逐渐变快，尤其是这些年工程自动化的控制技术的发展越来越迅速。纵观整个自动控制的发展史，有以下几个阶段：
50年代，自动控制刚开始进行发展，从而产生了发展的第一阶段，例如仪表化和局部的自动化。这第一阶段有许多特点，就比如控制参数有4中：温度、液位、流量、压力；基地式仪表和不分组和仪表的运用是最频繁的，而控制的结构也多数是单输入单输出的系统；消除误差和保持参数稳定是控制的目的。
在20世纪60年代，由于工业生产的不断发展，过程控制对此提出了其他要求；为了自动化工具的改进，由于电子技术的飞速发展，为过程控制的第二阶段开始提供了条件。在电表上，大量的单位开始使用单位组合仪表。为了满足定型、灵活、多功能、组合仪表的需求，将每一个单元划分成更小的功能块，以迎合更加复杂混乱的模拟和逻辑规则控制系统组合。
自70年代以来，随着现代工业生产的快速发展，仪器仪表和硬件的开发、微机计算的运用将生产过程自动化的发展进步到了一个新的层次，自动控制生产过程控制发展的第三阶段。这个阶段的主要特点是多台电脑的生产过程控制和管理全厂、全过程的集中控制和应用计算机系统的多参数综合控制。可靠性和本质安全是各种复杂控制系统的要求。以微处理器为核心的智能单元组合仪表新的自动化技术工具在测量传感器、教突出成分的在线检测和数据处理方面应用也越来越广泛；在模拟式调节仪表中，还有三型仪表产品也越来越多。
由于工业生产控制的不断发展从而产生越来越高的需求，我们就采用了一种可编程逻辑的控制简称“PLC”。因为PLC可以使工业生产控制方式更加的稳定、集中和效率更高。
通过集成计算机、网络通信技术、自动控制、微电子在以微处理器的基础上产生的一种工业现场自动控制装置就是可编程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)。它的主要特点：易学易用、编程方便、可靠性高、抗干扰能力强、适用性强、使用方便、施工周期短、维护方便等。世界上的第一台可编程控制器是产生在1969年的美国。从那之后，可编程控制器逐渐的发展成为最流行和广泛的工业现场生产的控制器，它已经开发了几十年。可编程控制器有很多应用领域，比如：开关量的逻辑控制、步进控制、网络通信等。可编程序控制器具有访问控制的所有控制领域，而过程控制和位置控制是这些领域里最具有代表性的控制方式。
变频器是应用变频技术和微电子技术，通过改变电机的工作功率频率模式来控制交流电机的功率控制设备。传感器技术也随着工业的自动化程度的不断发展应用越来越广泛。
1.1.2意义
随着工业的发展，工业对控制要求是越来越高，而普通的自动化控制系统已经远远不能满足工业生产在控制方面的需求了，因此这就不得不需要我们引入可编程逻辑控制。工业生产的稳定性、安全性和生产效率的重要是受着系统的液位的稳定来决定的，而液位是在工业生产中自动控制方面一个非常重要的控制类型的参数。如果能很好地利用这些因素，能给工业生产带来重要的作用，例如引入可编程控制器，可以使控制更加集中、高效、及时，给工业生产提供许多便利。
人们生活以及工业生产经常会涉及到水箱液位控制的问题，例如锅炉，食品加工，居民生活用水，污水处理等，在这个过程中仅仅靠人工来调节是远远不够的。至于在工业生产中利用工业生产的自动化控制系统，可以解决人工控制在工业生产中遇到的许多问题，比如：人工控制的控制准度不够高；控制的速度慢；灵敏度低；人工控制不稳定等。
调节器控制法是在工程实践中运用最普遍方法之一。调节器控制法分为三种控制，其是：积分、比例和微分控制，它又被称为控制律。在工业发展中，控制器已经有将近70年的历史，它有许多优点：结构简单、工作可靠和稳定性高，而且调整非常简单。它是液位控制中特别重要的技术之一。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景、意义和目的 1
1.1.1背景 1
1.1.2意义 2
1.1.3目的 3
1.2采用PLC控制液位的优点 3
1.3液位控制系统的发展情况 4
1.4课题研究的主要内容 4
第二章 控制方案设计 5
2.1系统原理 5
2.2 系统设计 5
2.3单容水箱对象特性 6
第三章 硬件设计 9
3.1硬件配置 9
3.2控制单元 9
3.2.1可编程控制器（PLC）的选型 9
3.2.2系统设备 10
3.3检测单元 10
3.4执行单元 11
3.5硬件配置 11
3.6STEP 7Micro/WIN编程软件简介 11
3.7参数设定及I/O分配 11
第四章 软件设计 15
4.1程序设计 15
第五章 系统仿真 16
5.1 程序仿真和分析 16
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附 录： 23
第一章 绪论
1.1背景、意义和目的
1.1.1背景
在我国，随着生活的不断进步，自动控制在很早之前就已经实行了。而我国也逐渐利用液位控制系统来改变工业生产所遇到的问题，水箱的液位控制和锅炉的液位控制是我国使用的最普遍的液位控制系统。例如，以前黄河的水位经常给我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
们带来财产损失和生命危险，而通过利用了液位控制系统准确检测了黄河的水位的高低，避免因黄河水位过高而带来的不利因素。
在工业生产中经常会遇到一些问题，比如：系统不易控制、效率低、控制速度过慢等种种问题。因此，工业生产非常需要引入自动化控制来改变这一现状。而恰恰工业自动化控制生产的一个非常重要的控制参数就是液位。能直接影响工业生产的安全性和生产效率的高低等一系列问题的因素就是液位，因为系统液位的稳定才是最重要的。
在大约1940年前，当时的劳动效率非常低，因为人们生产的主要方式是手工，就连生产过程中的各个参数也都是人工凭经验去检查，生产过程的操作也都是人工去完成。
而在那之后，生产的自动化的速度是逐渐变快，尤其是这些年工程自动化的控制技术的发展越来越迅速。纵观整个自动控制的发展史，有以下几个阶段：
50年代，自动控制刚开始进行发展，从而产生了发展的第一阶段，例如仪表化和局部的自动化。这第一阶段有许多特点，就比如控制参数有4中：温度、液位、流量、压力；基地式仪表和不分组和仪表的运用是最频繁的，而控制的结构也多数是单输入单输出的系统；消除误差和保持参数稳定是控制的目的。
在20世纪60年代，由于工业生产的不断发展，过程控制对此提出了其他要求；为了自动化工具的改进，由于电子技术的飞速发展，为过程控制的第二阶段开始提供了条件。在电表上，大量的单位开始使用单位组合仪表。为了满足定型、灵活、多功能、组合仪表的需求，将每一个单元划分成更小的功能块，以迎合更加复杂混乱的模拟和逻辑规则控制系统组合。
自70年代以来，随着现代工业生产的快速发展，仪器仪表和硬件的开发、微机计算的运用将生产过程自动化的发展进步到了一个新的层次，自动控制生产过程控制发展的第三阶段。这个阶段的主要特点是多台电脑的生产过程控制和管理全厂、全过程的集中控制和应用计算机系统的多参数综合控制。可靠性和本质安全是各种复杂控制系统的要求。以微处理器为核心的智能单元组合仪表新的自动化技术工具在测量传感器、教突出成分的在线检测和数据处理方面应用也越来越广泛；在模拟式调节仪表中，还有三型仪表产品也越来越多。
由于工业生产控制的不断发展从而产生越来越高的需求，我们就采用了一种可编程逻辑的控制简称“PLC”。因为PLC可以使工业生产控制方式更加的稳定、集中和效率更高。
通过集成计算机、网络通信技术、自动控制、微电子在以微处理器的基础上产生的一种工业现场自动控制装置就是可编程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)。它的主要特点：易学易用、编程方便、可靠性高、抗干扰能力强、适用性强、使用方便、施工周期短、维护方便等。世界上的第一台可编程控制器是产生在1969年的美国。从那之后，可编程控制器逐渐的发展成为最流行和广泛的工业现场生产的控制器，它已经开发了几十年。可编程控制器有很多应用领域，比如：开关量的逻辑控制、步进控制、网络通信等。可编程序控制器具有访问控制的所有控制领域，而过程控制和位置控制是这些领域里最具有代表性的控制方式。
变频器是应用变频技术和微电子技术，通过改变电机的工作功率频率模式来控制交流电机的功率控制设备。传感器技术也随着工业的自动化程度的不断发展应用越来越广泛。
1.1.2意义
随着工业的发展，工业对控制要求是越来越高，而普通的自动化控制系统已经远远不能满足工业生产在控制方面的需求了，因此这就不得不需要我们引入可编程逻辑控制。工业生产的稳定性、安全性和生产效率的重要是受着系统的液位的稳定来决定的，而液位是在工业生产中自动控制方面一个非常重要的控制类型的参数。如果能很好地利用这些因素，能给工业生产带来重要的作用，例如引入可编程控制器，可以使控制更加集中、高效、及时，给工业生产提供许多便利。
人们生活以及工业生产经常会涉及到水箱液位控制的问题，例如锅炉，食品加工，居民生活用水，污水处理等，在这个过程中仅仅靠人工来调节是远远不够的。至于在工业生产中利用工业生产的自动化控制系统，可以解决人工控制在工业生产中遇到的许多问题，比如：人工控制的控制准度不够高；控制的速度慢；灵敏度低；人工控制不稳定等。
调节器控制法是在工程实践中运用最普遍方法之一。调节器控制法分为三种控制，其是：积分、比例和微分控制，它又被称为控制律。在工业发展中，控制器已经有将近70年的历史，它有许多优点：结构简单、工作可靠和稳定性高，而且调整非常简单。它是液位控制中特别重要的技术之一。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jzgc/jzx/518.html
