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基于PID的上水箱液位控制系统设计毕业论文
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可编程控制器(Programmable Controller) 是计算机家族中 的一员,是为 工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制 器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) , 简称 PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发 展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今 天这种装置称作可编程控制器,简称 PC。但是为了避免与个人计 算机(Personal Computer) 的简称混淆,所以将可编程控制器简 称 PLC, PLC自 1966 年出现,美国,日本,德国的可编程控制器 质量优良,功能强大。” 基于 PLC的液位控制系统可以很好的满足工业中的液位控制 系统的要求,为控制带来便捷与准确,在现在讲求效率的社会里 具有重要的实用价值。在以前的工业中,液位控制的实现方法莫 过于人为的去看然后去调,或者通过固定的液位开关,当液位达 到一定的高度后液位开关自动闭合或断开来控制液位的。
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基于 PID 的水箱液位控制系
统设计
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目录
第一章 绪论 ................................................................................................. 1
第二章 系统组态设计....................................................................................... 3
2.1 MCGS 组态软件概述 ....................................................................... 3
2.2 新建工程 .............................................................................................. 4
2.3 设备配置 .............................................................................................. 5
2.4新建画面 ............................................................................................... 5
2.5 定义数据对象 ...................................................................................... 9
2.6设备连接 ............................................................................................. 11
2.7 控制面板的设计 ................................................................................ 14
第三章 PLC 设计 ............................................................................................ 18
3.1 PLC 概述 ............................................................................................ 18
3.2系统设计 PLC 程序 ........................................................................... 20
第四章 课设总结............................................................................................. 23
参考文献........................................................................................................... 26
附录 .................................................................................. 错误!未定义书签。
第一章 绪论
可编程控制器(Programmable Controller) 是计算机家族中
的一员,是为 工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制
器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) ,
简称 PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发
展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今
天这种装置称作可编程控制器,简称 PC。但是为了避免与个人计
算机(Personal Computer) 的简称混淆,所以将可编程控制器简
称 PLC, PLC自 1966 年出现,美国,日本,德国的可编程控制器
质量优良,功能强大。”
基于 PLC的液位控制系统可以很好的满足工业中的液位控制
系统的要求,为控制带来便捷与准确,在现在讲求效率的社会里
具有重要的实用价值。在以前的工业中,液位控制的实现方法莫
过于人为的去看然后去调,或者通过固定的液位开关,当液位达
到一定的高度后液位开关自动闭合或断开来控制液位的。随着自
动化不断地发展,在工业中很多时候需要我们连续的去控制液
位,时刻的去观察液位的高度,而且越来越多的时候需要在计算
机上进行监测液位和控制液位,这就是本设计的目的。
液位是过程控制中的一项重要参数,他对生产的影响不容忽
视。为了保证安全生产以及产品的质量和数量,对液位进行及时
有效地控制是非常必要的。水箱液位控制是液位控制系统中的一
个重要问题,它在工业过程中普遍存在,具有代表性而且非常典
型实用
[1]
。
P
LC 在工业自动化中应用的十分广泛。PID 控制经过很长时
间的发展,已经成为工业中重要的控制手段。本设计就是基于 PLC
的 PID 算法对液位进行控制。PLC经传感电路进行液位高度的采
集,然后经过自动调节方式来确定完 PID 参数后,通过控制直流
泵的工作时间来实现液位的控制。MCGS(监视与控制通用系统)是
用于快速构造上位机监控系统的组态软件系统,系统的监测环节
就是通过 MCGS来设计的。这样我们就可以通过组态画面对液位
高度和泵的起停情况进行监测,而且可以对 PLC进行启动、停止、
液位高度设置等控制。整个系统运行稳定、简单实用,MCGS与
PLC通信流畅
。
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作
为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成
闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
大中型 PLC都有 PID 模块,目前许多小型 PLC也具有此功能模块。
PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。过程控制在冶金、化工、
热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
第二章 系统组态设计
2.1 MCGS 组态软件概述
MCGS(Monitor and Control Generated System ,监视与控
制通用系统)是一套基于 windows9598NT操作系统(或更高版本),
用来可快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统,它为用
户提供了从设备驱动、数据采集到数据处理、报警处理、流程控
制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案和操作
工具。MCGS组态软件具有多任务、多线程功能,其系统框架采用
VC++语言编程,通过 OLE技术向用户提供 VB编程接口,提供丰
富的设备驱动件、动画构件、策略构件,用户可随时方便地扩充
系统的功能
[18]
。
工程创建的一般过程为:
工程项目系统分析:分析工程项目的系统构成、技术要求和
工艺流程,弄清系统的控制流程和监控对象的特征,明确监控要
求和动画显示方式,分析工程中的设备采集及输出通道与软件中
实时数据库变量的对应关系,分清哪些变量是要求与设备连接
的,哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。
工程各项搭建框架:MCGS称为建立新工程。主要内容包括:
定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口(封面窗口退出后接
着显示的窗口)名称,指定存盘数据库文件的名称以及存盘数
据库,设定动画刷新的周期。经过此步操作,即在 MCGS组态环
境中,建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动
窗口也可等到建立了用户窗口后,再行建立。
设计菜单基本体系:为了对系统运行的状态及工作流程进行
有效地调度和控制,通常要在主控窗口内编制菜单。编制菜单
分两步进行,第一步首先搭建菜单的框架,第二步再对各级菜
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