基于PLC的水位PID控制系统设计.doc

基于 PLC 的水位 PID 控制系统设计

摘 要

可编程控制器是近年来发展迅速，应用广泛的工业控制装置，是一种专

为工业应用而设计的数字电子控制系统。它采用了灵活、方便，快捷的可编

程序控制形式和结构，通过数字量或模拟量的输入与输出过程中的信号转换，

完成控制中的各类生产和生活过程。

基于 PLC 的 PID 水位控制系统已经广泛应用于人们的日常生产生活中，

设计主要包括两个部分：硬件部分和软件部分。

硬件部分：CPU 模拟量块 液位传感器 输入控制液压阀 输出控制液压

阀等

软件部分：PID 逻辑控制 梯形图 控制程序

关键词：PLC，PID，水箱水位，自动控制

PLC-BASED PID CONTRAI YSTEM FOR THE WATER

LEVEL

ABSTRACT

Programmable logic controller is developed rapidly in recent years, the

application of a wide range of industrial control devices, is a specially designed

water tank requirements. Water supply in the industrial and life has its unique

application of low cost and high precision, good stability, ease of operation and

management, and low labor intensity.

PLC-based control system the PID level S7-200 series

PLC-CPU226-based light simulation module E235, liquid level sensors, type of

hydraulic control valves, hydraulic valves, such as output control, based on the

formation of a S7-200 series PCL-CPU226 tank water level control system, the

water level of the water tank monitoring and control.

Design mainly includes two parts: hardware and software parts.

Hardware components: CPU block level analog sensor input to control the

第 1 章 PLC 概述 .............................................................................2

1.1 PLC 的产生 ..........................................................................2

1.2 可编程控制器的发展 ...........................................................2

1.3 PLC 的特点 ..........................................................................3

1.4 PLC 的基本构成 ..................................................................3

1.5 PLC 的各组成部分 ..............................................................4

1.6 PLC 的工作原理 ..................................................................5

1.7 PLC 的主要应用 ..................................................................6

第 2 章 系统硬件设计 .....................................................................7

2.1 系统要求 ..............................................................................7

2.8 PLC 输入和输出分配表 .....................................................13

2.9 接线图 ................................................................................14

2.10 手动供水电路图 ...............................................................15

2.11 报警系统 ..........................................................................16

第 3 章 PID 控制 ............................................................................17

3.1 PID 控制介绍 .....................................................................17

3.2 PLC 实现 PID 控制的方式 .................................................20

3.3 PLC PID 控制算法 .............................................................20

3.4 PID 指令及回路表 .............................................................22

3.5 模拟量信号转换.................................................................23

4.4 联机和运行 ........................................................................30

结　论 ............................................................................................32

谢 辞 ............................................................................................33

参考文献 ........................................................................................34

应用广泛的控制装置，是一种为工业和生活应用而设计的数字电子控制系统。

它采用了灵活、方便的可编程序控制形式，通过数字量或模拟量的输入与输

出过程中的信号转换，完成控制中的各类生产过程。

当今的 PLC 吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，其应用已从单

机自动化推广到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产自动化。从柔性制

性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点，已经广泛应用在

各行各业的生产过程和自动控制中，它正在迅速地改变着工厂自动控制的面

貌和进程，将成为当今及今后工业控制的主要手段和重要的自动化控制设备。

因 此 专 家 认 为 ， 可 编 程 控 制 器 技 术 、 计 算 机 辅 助 设 计 / 计 算 机 辅 助 生 产

PLC 不但在工业中有重要用途，它也在生活中应用的越来越多。随着人

类的进步社会的发展，我们的要求也在随之提高。以往传统的方法已经不能

够满足我们的要求，尤其是在控制方面。以水箱水位控制为例来说明：传统

方法是人为频繁的进行观察以此为依据进行补充水，这种方法费时费力效果

也差。这就需要一种简便高效的方法来改变这种状况，来解决这个问题。基

于 PLC 的 PID 水位控制就为前面提出的问题提供了一个很好的解决方案。

PLC 中的 PID 模块与传感 器和流量控 制阀一起配 合使用可 以 随时的监控 水

箱里水位的高度，然后把数据输入 PLC，经 PLC 分析后，做出反应，使输入

阀门做出相应的动作，使水位保持恒定。