畢業(yè)設(shè)計論文-基于plc的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

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1、畢業(yè)設(shè)計論文-基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計xxxx大學(xué)xxx目錄1選題背景2方案論證3開發(fā)設(shè)計過程4結(jié)果分析5總結(jié)參考文獻(xiàn)致謝附錄AMAIN主程序附錄BCPU技術(shù)規(guī)范附錄CEM235模擬量輸入輸出和組合模塊的技術(shù)規(guī)范基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計1選題背景本畢業(yè)設(shè)計課題來自實驗室建設(shè)目的是利用PLC來實現(xiàn)過程控制目前PLC使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛覆蓋所有與自動檢測自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域包括各種機(jī)床機(jī)械電力設(shè)施民用設(shè)

2、施環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等MCGS即"監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)"英文全稱為MonitorandControlGeneratedSystemMCGSMCGS工控組態(tài)軟件是一套32位工控組態(tài)軟件流程控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備控制與輸出數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身廣泛應(yīng)用于石油電力化工鋼鐵礦山冶金機(jī)械等多種工程領(lǐng)域32工藝過程隨著PLC功能的不斷提高和完善PLC幾乎可以完成工業(yè)控制領(lǐng)域的所有任務(wù)但PLC還有它最適合的應(yīng)用場合工業(yè)環(huán)境較差而對安全性可靠性要求較高系統(tǒng)工藝復(fù)雜輸入輸出以開關(guān)量為主的工業(yè)自控系統(tǒng)或裝置它對模擬量的處理能力也很

3、強(qiáng)所以在很多情況下也可取代工業(yè)控制計算機(jī)作為主控制器來完成復(fù)雜的工業(yè)自動控制任務(wù)控制對象及控制裝置選定后還要進(jìn)一步確定PLC的控制范圍一般來說能夠反映生產(chǎn)過程的運(yùn)行情況能夠用傳感器進(jìn)行直接測量的參數(shù)控制邏輯復(fù)雜的部分都由PLC完成另外對主要控制對象還要加上手動控制功能針對此次的控制任務(wù)是利用PLC對液體流量模擬量進(jìn)行控制要求把管道中水流控制在一定的速度要求用增量式PID控制算法進(jìn)行控制如圖2所示33系統(tǒng)控制要求1要求用PLC編寫程序采用單閉環(huán)控制來控制電動調(diào)節(jié)閥開度以達(dá)到控制管道內(nèi)液體流量的目的2用PLC編

4、寫程序采用單回路控制以采集的流量為反饋信號與給定值進(jìn)行比較以達(dá)到控制液體流量的目的3用MCGS組態(tài)軟件對設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控34系統(tǒng)的IO點(diǎn)及地址分配輸入輸出信號在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)對軟件設(shè)計來說IO地址分配以后才可進(jìn)行編程對控制柜及PLC的外圍接線來說只有IO地址確定以后才可以繪制電氣接線圖裝配圖分配地址時要注意負(fù)載類型控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱代碼及地址編號如下表所示符號地址備注KzM00控制方式EeVD136偏差e_1VD140偏差前值e_2V

5、D144偏差前前值MnpVD148比例值MniVD152積分值MndVD156微分值dMnVD160PID增量Mn_1VD164輸出前值MnVD168輸出值KcVD172比例系數(shù)TiVD176積分時間常數(shù)TdVD180微分時間常數(shù)TsVD184采樣周期PvnVD200測量值SpnVD208給定值VW220測量值最大值表1地址分配35PLC系統(tǒng)的選型選擇PLC一方面要注意容量另一方面什么公司的從上面的分析可以知道系統(tǒng)需要模擬量輸入點(diǎn)一個模擬量輸出點(diǎn)一個可以選用西門子公司S7-200CPU222PLC8入6繼電

6、器輸出一臺特點(diǎn)體積小巧全面功能最適應(yīng)于中小機(jī)器設(shè)備的控制適用于各行各業(yè)各種場合中的檢測監(jiān)測及控制的自動化強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能因此S7－200系列具有極高的性能價格比極高的可靠性極豐富的指令集易于掌握便捷的操作豐富的內(nèi)置集成功能強(qiáng)勁的通訊能力豐富的擴(kuò)展模塊-時間控制系統(tǒng)中PID控制器應(yīng)用得非常廣泛其設(shè)計技術(shù)成熟長期以來形成了典型的結(jié)構(gòu)參數(shù)整定方便結(jié)構(gòu)更改靈活能滿足一般的控制要求PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越因為計算機(jī)程序的靈活性很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題經(jīng)

7、修正而得到更完善的數(shù)字PID算法連續(xù)一時間PID控制系統(tǒng)如所示圖中Ds為控制器在PID控制系統(tǒng)中Ds完成PID控制規(guī)律稱為PID控制器PID控制器是一種線性控制器用輸出量yt和給定量rt之間的誤差的時間函數(shù)etrt-yt的比例積分微分的線性組合構(gòu)成控制量ut稱為比例Proportional積分Integrating微分Differentiation控制簡稱PID控制實際應(yīng)用中可以根據(jù)受控對象的特性和控制的性能要求靈活地采用不同的控制組合構(gòu)成P控制器PI控制器比例十積分十微分PID控制器式中KP比例放大系數(shù)T

8、I積分時間TD微分時間控制作用比例控制能迅速反應(yīng)誤差從而減小穩(wěn)態(tài)誤差但是比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差比例放大系數(shù)的加大會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定積分控制的作用是只要系統(tǒng)有誤差存在積分控制器就不斷地積累輸出控制量以消除誤差因而只要有足夠的時間積分控制將能完全消除誤差使系統(tǒng)誤差為零從而消除穩(wěn)態(tài)誤差積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)加大甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩微分控制可以減小超調(diào)量克服振蕩使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高同時加快系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度減小調(diào)整時間從