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論文標準WORD格式排版40頁

摘要

在人們生活以及工業生產等諸多領域經常涉及到液位和流量的控制問題, 例如居民生活用水的供應, 飲料、食品加工, 溶液過濾, 化工生產等多種行業的生產加工過程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要維持合適的高度, 既不能太滿溢出造成浪費, 也不能過少而無法滿足需求。因此液面高度是工業控制過程中一個重要的參數，特別是在動態的狀態下，采用適合的方法對液位進行檢測、控制，能收到很好的效果。可編程控制器(PLC)是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的，主要用來代替繼電器實現邏輯控制。 PID控制(比例、積分和微分控制)是目前采用最多的控制方法。

本文主要是對一水箱液位控制系統的設計過程，涉及到液位的動態控制、控制系統的建模、PLC控制、PID算法、傳感器和調節閥等一系列的知識。作為單容水箱液位的控制系統，其模型為一階慣性函數，控制方式采用了PID算法，控制核心為S7-200系列的CPU222以及A/D、D/A轉換模塊，傳感器為擴散硅式壓力傳感器，調節閥為電動調節閥。選用以上的器件設備、控制方案和算法等，是為了能最大限度地滿足系統對諸如控制精度、調節時間和超調量等控制品質的要求。

關鍵詞 PLC PID 液位控制

目 錄

第一章 緒論 4

第二章 設計任務與要求 6

2 . 1基本任務……………….6

2.2基本要求 6

2.3 給定條件 6

2.4 主要性能指標 6

2.5 擴展功能 6

第三章 總體論證 7

3.1 總體方案的選擇 7

3.1.1 控制方法選擇 7

3.1.2 系統組成 7

3.2 確定系統功能、性能指標 8

第四章 系統設計 9

4.1 建模過程 9

4.２ 模型參數的確定 10

4.３ 軟、硬件功能劃分 11

4.４ 系統功能劃分、指標分配和框圖構成 12

(1)PLC系統 12

(2)前向通道 13

(3)后向通道 13

第五章 系統開發 14

5.1 硬件開發——系統配置 14

5.1.1 PLC系統——CPU、模/數轉換模塊、數/模轉換模塊 14

5.1.2 前向通道——傳感器 15

5.1.3 后向通道——電動調節閥 15

5.2 PID操作指令 16

5.2.1 PID算法 16

5.2.2 回路輸入、輸出轉換及標準化 19

5.2.3 控制方式 20

5.2.4 回路表 21

5.2.5 PID指令 22

5.2.6 PID的編程步驟 23

5.3 軟件開發 24

5.3.1 確定輸入/輸出關系，建立數學模型，尋找合適算法 24

5.3.2 調節器參數整定 25

5.3.3 程序流程圖 27

5.3.4 程序 29

第六章 連機調試 32

總 結 34

致 謝 36

參考文獻 37