上下两个水箱液位串级控制PLC系统设计报告.docx
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上下两个水箱液位串级控制PLC系统设计报告
信息与电气工程学院
课程设计说明书
(2012/2013学年第二学期)
课程名称:
PLC应用课程设计
题目:
上下两个水箱液位串级控制
专业班级:
电气10-02
学生姓名:
叶
学号:
指导教师:
设计周数:
2周
设计成绩:
2013年6月28日
目录
1.课程设计目的··················································3
2.设计正文··················································3
2.1技术要求··················································3
2.2方案设计·················································3
2.3I/O口分配表·················································4
2.4系统分析·················································4
2.5PLC程序·················································4
主程序···················································4
子程序0··················································5
子程序1··················································6
中断子程序0···············································7
中断子程序1···············································8
2.6电路设计················································9
3、课程设计总结·················································10
4、参考文献···················································10
1、课程设计目的
通过本次课程设计,加深对PLC知识的理解;了解力基于PLC的过程控制工程设计流程及方法;重点掌握PLC的I/O地址分配、信号采集、PID控制算法、程序编辑以及调试运行方法。
结合课程设计的内容,熟悉过程控制工程中需要编写的技术文档;加强对PLC编程能力;培养全面、周到的考虑实际问题的习惯;学会查阅有关专业技术资料及设计手册,提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。
(1)了解两个水箱液位串级控制系统的物理结构、闭环调节系统的数学结构和PID控制算法。
(2)逐一明确各路检测信号到PLC的输入通道,包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调节电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。
(3)逐一明确PLC到各执行机构的输入通道,包括各执行机构的种类和工作原理,驱动电路的构成,PLC输出信号的种类和地址。
(4)绘制水箱液位控制系统的电路原理图,编制I/O口地址分配表。
(5)编制PLC的程序,结合实验室现有设备进行调试,要求尽可能多地在实验设备上演示控制过程。
2、课程设计正文
2.1技术要求
上下两个水箱的液位串级控制系统主要由上下两个水箱、管道、水泵、异步电动机、电机控制电器、水压力传感器、涡轮流量计、电动调节阀、可编程控制器及其输入输出通道电路等构成。
其中电动机和水泵是动力系统;下水箱水位作为主调节量,上水箱水位作为辅助调节量。
动力系统通过管道把水送到上水箱,上水箱通过底部的阀门把水漏到下水箱。
系统中由电位器设置下水箱液位给定值,下水箱压力传感器检测下水箱液位,采用PID算法得出上水箱液位给定值,实现下水箱液位的控制。
上水箱压力传感器检测上水箱液位,电动调节阀控制进水速度,采用PID算法得出电动调节阀开度控制值,从而控制上水箱的液位。
上水箱液位控制是内环(副调节器),下水箱液位控制是外环(主调节器)。
2.2方案设计
控制原理:
上水箱液位作为副调节器调节对象,下水箱液位做为主调节器调节对象。
控制框图
2.3I/O口分配表
I/O口
作用
AIW0
下水箱压力传感器输入信号
AIW1
上水箱压力传感器输入信号
AQW0
电动调节阀控制量
2.4系统分析
启动系统,由电位器控制给定液位,注水管注水,下水箱水箱压力传感器把检测信号输入到AIW0口与电位器给定信号相比较,PID算法得出上水箱液位给定值,实现下水箱液位的控制。
上水箱压力传感器把检测信号输入到AIW1口与电位器计算值比较,把信号传递给AQW0电动调节阀控制进水速度,从而控制上水箱的液位,作为副调节器,由AQW0口输出控制信号调节电动调节阀开度,控制注水流量,从而保持液位维持给定液位不变。
2.5PLC程序
主程序
子程序0
子程序1
中断程序0
中断程序1
2.6电路设计
3、课程设计总结
本次课程设计锻炼并提高了我们在PLC理论基础上的综合设计能力,创新能力以及系统的安装、调试能力。
我们组成员之间通过的相互配合,积极查阅资料,优选方案,编辑程序,实验调试,撰写设计报告等一系列过程,综合运用了理论知识,培养了理论联系实际的学风,以及创新意识。
这次课程设计培养了我们设计的思想和基本框架,使我们懂得了基于PLC的过程控制设计的基本原则,设计方法和步骤,测试及故障分析和排除。
例如程序的编写和修改,使程序更严谨。
还有在实验过程中出现过的接线错误等都告诉我在以后的使用中需要更加细心以保证PLC的正常运行。
本次程序使我更加系统形象的掌握了PID的运用,以及各参数的功能和如何进行调节。
课程设计的这两周以来,我们学到了很多书上所学不到的知识,也体验到了许多以前未体会过的辛苦。
总的来说,受益良多!
最主要得是培养了我们分析得能力,很好的锻炼了自信心。
自信可以说也是一种文化,在这样的文化里,只要敢于尝试,就永远不会输,只有那些不相信自己不去尝试的人,才是绝对的失败者。
课程设计是培养学生操作技能的一个重要环节,而技能的形成则是学生通过观察、模仿、实践来重复教师所演示的动作和反复练习来实现的。
两周的课程设计,时间不长,各部分工作可以分配到的时间就更短,但是我们还是学到了很多东西。
本次课程设计对我们很重要,是我们学习实践中的重要环节。
两周课程设计中感触最深的便是理论联系实践的重要性。
在本次实习中,感谢老师对我们的严格要求,使我们学到了很多实用的知识,增强我们的自信心,同时也使自己明白自己存在着很大的不足,认识到了自己的缺点。
在以后的学习中,我会加强理论和实践的结合,不断完善自己,成为一个真正具有综合能力的人才。
4、参考文献
[1]徐科军传感器与检测技术电子工业出版社2007.6
[2]殷洪义可编程序控制器选择、设计与维护机械工业出版社2004.3
[3]程鹏自动控制原理高等教育出版社2006.6
课程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
(签字)
年月日
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