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基于PLC的压力过程控制系统设计样本.doc
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目 录
第一章 绪论 .....................................................................................................................................- 1 -
1.1 PLC 控制在国内外发展近况 ............................................................................................- 1 -
1.2 基于 PLC 压力过程控制系统发展前景 ...........................................................................- 2 -
1.3 MCGS6.2 软件 ....................................................................................................................- 2 -
1.4 设计目和规定 ...................................................................................................................- 2 -
第二章 基于 PLC 压力过程控制系统方案 ....................................................................................- 4 -
2.1 设计方案 ...........................................................................................................................- 4 -
2.1.1 设计方案 ...............................................................................................................- 4 -
2.1.2 控制阀选取 ...........................................................................................................- 5 -
2.1.3 控制方式选取 .......................................................................................................- 6 -
2.2 控制算法 ...........................................................................................................................- 7 -
2.2.1 控制算法选取 .......................................................................................................- 7 -
2.2.2 PID 控制原理和特点 ............................................................................................- 8 -
2.2.3 PID 控制器参数整定 ............................................................................................- 9 -
第三章 软件某些实现 ...................................................................................................................- 11 -
3.1 MCGS 组态软件 ................................................................................................................- 11 -
3.1.1 组态软件简介 .....................................................................................................- 11 -
3.1.2 国内组态软件比较与选取 .................................................................................- 11 -
3.2 组态软件应用 .................................................................................................................- 13 -
3.2.1 MCGS 软件编程 ....................................................................................................- 13 -
3.3.2 MCGS 软件连接设立 ............................................................................................- 15 -
3.3 FX2N 编程软件应用 ........................................................................................................- 21 -
3.3.1 PLC 编程指令 ......................................................................................................- 21 -
3.3.2 控制程序编写 .....................................................................................................- 22 -
第四章 硬件某些实现 ...................................................................................................................- 26 -
4.1 PLC 特点 ..........................................................................................................................- 26 -
4.2 FX2N 特殊功能模块应用 ................................................................................................- 27 -
4.2.1 FX2N-4AD 模仿量转换模块 ................................................................................- 27 -
4.2.2 FX2N-4DA 模仿特殊模块 ...................................................................................- 32 -
4.2.3 PLC 与计算机连接通讯 ......................................................................................- 35 -
第五章 调试 ...................................................................................................................................- 36 -
5.1 调试环节 .........................................................................................................................- 36 -
5.2 调试成果与常用故障分析 ..............................................................................................- 36 -
5.2.1 调试 .....................................................................................................................- 36 -
5.2.2 常用故障分析 .....................................................................................................- 36 -
第六章 结论 ...................................................................................................................................- 38 -
参照文献 ...........................................................................................................................................- 39 -
谢辞 ...................................................................................................................................................- 40 -
第一章 绪论
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic
Controller,PLC)取代老式继电器控制装置以来,PLC得到了迅速发展,在世界各
地得到了广泛应用。同步,PLC功能也不断完善。随着计算机技术、信号解决技术、
控制技术网络技术不断发展和顾客需求不断提高,PLC在开关量解决基本上增长了模
仿量解决和运动控制等功能。今天PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制
等领域也发挥着十分重要作用。
当前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、
汽车、轻纺、交通运送、环保及文化娱乐等各个行业。
同步,计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集
中保存系统,融合了较先进自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和
软件技术,广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水解决等各种领域,在工业生产
中发挥越来越明显作用。
1.1 PLC 控制在国内外发展近况
20世纪末期,可编程控制器发展特点是更加适应于当代工业需要。从控制规模
上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样
特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样控制场合;从产品配套能
力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器工业控制设备
配套更加容易。当前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻
工业等领域应用都得到了长足发展。
国内可编程控制器引进、应用、研制、生产是随着着改革开放开始。最初是在
引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种公司生产设备及产品中不断扩
大了PLC应用。当前,国内自己已可以生产中小型可编程控制器。可以预期,随着国
内当代化进程进一步,PLC在国内将有更辽阔应用天地。
1.2 基于 PLC 压力过程控制系统发展前景
近来,随着PLC价格不断减少和顾客需求不断扩大,越来越多中小设备开始采用
PLC进行控制,PLC在国内应用增长十分迅速。随着中华人民共和国经济高速发展和
基本自动化水平不断提高,此后一段时期内PLC在国内仍将保持高速增长势头。 特
别在那些对实时性规定高,对成本敏感,对尺寸敏感场合,嵌入式PLC大有可为。
1.4 设计目和规定
基于PLC压力过程控制系统规定一方面辨识压力数学模型,然后用PLC进行智能控
制设计。
在众多生产领域中,经常需要对压力罐等容器中液位进行监控,以往常采用老
式继电器接触控制,使用硬连接电器多,可靠性差,自动化限度不高。而本课题采
用可编程控制器(PLC)对压力进行监控,其电路构造简朴,投资少,监控系统不但
自动化限度高,还具备在线修改功能,灵活性强,可直接运用于锅炉压力控制中,也
可用于恒压供水系统中。
第二章 基于 PLC 压力过程控制系统方案
基于PLC压力过程控制系统规定一方面辨识压力数学模型,然后用PLC进行智能控
制设计。
在众多生产领域中,经常需要对压力罐等容器中液位进行监控,以往常采用老
式继电器接触控制,使用硬连接电器多,可靠性差,自动化限度不高。而本课题采
用可编程控制器(PLC)对压力进行监控,其电路构造简朴,投资少,监控系统不但
自动化限度高,还具备在线修改功能,灵活性强,可直接运用于锅炉压力控制中,也
可用于恒压供水系统中。
可以依照需要构成不同阶(1或2阶)被控对象。压缩空气通过两路进入压力容
器中,通过两个流量调节阀,在单回路控制过程中,可以把一路作为主回路,另一
路作为干扰回路。被控对象调节采用线性抱负特性,构成控制系统为线性控制系统。
2.1 设计方案
2.1.1 设计方案
“基于PLC压力过程控制系统”运用工业控制计算机 (IPC) 作为上位机,运用
MCGS软件作为程序开发平台,下位机采用可编程序控制器 (三菱FX2N—16M PLC),构
成一种压力过程控制监控系统(如图2.1)。
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