流量的PLC控制系统设计
基于PLC的流量控制系统
1.1.1目录一.设计任务 (1)二.前言 (1)三.系统控制方案设计 (1)四.系统硬件设计 (3)4.1设备的选型 (3)4.1.1控制器的选型 (3)4.1.2变频器的选型 (3)4.1.3流量传感器变送器的选型 (4)4.1.4执行器的选型 (4)4.2硬件电路 (5)五.软件设计 (5)5.1控制规律的选择 (5)5.2MATLAB 仿真 (6)5.2.1传递函数的确定 (6)5.2.2采用数字PID控制的系统框图 (6)5.2.3参数整定 (6)5.3程序编写 (7)5.3.1PLC寄存器分配 (7)5.3.2程序流程图 (8)5.3.3源程序 (8)六.结束语 (8)七.参考文献 (8)设计题目：智能化流量控制系统设计一.设计任务1、系统构成:系统主要由流量传感器，PLC控制系统、对象、执行器（查找资料自己选择）等组成.传感器、对象、控制器、执行器可查找资料自行选择，控制器选择PLC 为控制器.PLC类型自选。
2、写出流量测量与控制过程，绘制流量控制系统组成框图。
3、系统硬件电路设计自选。
4、编制流量测量控制程序：软件采用模块化程序结构设计,由流量采集程序、流量校准程序、流量控制程序等部分组成二.前言本课程设计来源于工业工程中对于流量的监测和控制过程，其目的是利用PLC来实现过程自动控制。
目前,PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制，应用领域极为广泛，涉及到所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域。
PLC通过模拟量I/O模块和A/D、D/A模块实现模拟量与数字量之间的转换，并对模拟量进行闭环控制。
三.系统控制方案设计图1 控制系统的工艺流程图如图1所示为该控制系统的工艺流程图,该控制系统主要是控制流过管道水的流量，由于系统对控制要求不高，故系统采用单回路控制，被控对象为水的流量，控制量为水泵电机的转速,控制器选用PLC和变频器,传感变送器选用电磁流量传感变送器，执行器选用水泵。
PID流量控制
一种基于PLC的PID流量控制设计在工业生产过程中对液体流量的高精度控制是不可少的.随着工业技术的不断发展,原有的控制手段已经不能满足对液体流量高精度,高速度的控制需求.在实际工作中采用三级构成:上位机采用工业PC机,其工作稳定,抗干扰能力强,寿命长;PLC部分采用西门子的S7-300系列处理器;外加一块FM355C专用PID控制模块进行数据模块进行数据采集和处理.上位机与PLC之间采用PROFIBUS通讯协议.采用一款西门子的触摸屏与PLC联机用于现场操作[1].1PLC控制系统设计本系统由上位机,PLC,触摸屏,流量计,电动阀构成,系统结构如图1所示.1.1上位机由工业PC机构成,其组态软件采用国产的MCGS6.0,对流量、阀位及其他各种参数进行显示和控制.上位机与PLC采用PROFIBUS通讯协议,最高通讯速率可达到1.5 Mb/s.1.2 PLC控制器PLC控制器包括PS-200,2A电源,CPU314,FM355C模块[2]. FM355C模块的接线端子表如表1.4、5脚为反馈信号输入脚,与靶式流量计连接,对于两线制的流量计4、5引脚间还需接一个10K的负载电阻.8、9为模拟量输出脚,与电动调节阀相连.14、15及18、19脚为第二路PID的输入与输出.1.3传感器和动作机构流量采集采用数字靶式流量计,该种流量计采用累计计数的工作方式,1 s钟累计1次,工作范围40~1 000 L/h,对大流量的采集较为精确.V型调节球阀利用球芯转动与阀座打开相割打开面积(V形窗口)来调节介质流量,调节性能、自洁性能好,适用于高粘度、悬浮液、纸浆告示不干净、含纤维介质场合.采用直连方式与执行机构连接,具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、阻力小、动作稳定可靠等优点.流量计和调节阀的信号范围为4~20 mA,与PLC连接.1.4触摸屏采用西门子的TD100触摸屏,与PLC通过PROFIBUS总线相连.使用PROTOOLS6.0编辑界面监控各种参数.当上位机出现故障时,触摸屏可替代上位机操作,提高了系统的可靠性.2PID算法当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其他技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须领先经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便,即利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制[3].PID控制为3环节叠加,公式为:m(t) = Kpe(t)+Kpτde(t)dt+KiTi∫i0e(t)dt,其中Kp为比例系数,Kd为微分系数,τ为微分时间常数,Ki为积分系数.对于离散系统的PID公式为:P(k) = Kp{E(k)+TTi∑kj=0E(j)+TdT[E(k)-E(k-1)]}.3配置PID程序模块对西门子的PLC采用SIMA TIC STEP7 V5.3编程.进入STEP7的编程环境后首先通过“工程向导”配置硬件和网络参数,选用的电源模块为PS-200 2A ,中央处理器为CPU 314IFM,PID控制器为FM355 C型.完成配置后打开OB1主程序块(图2),调用FB31模块(STEP7中有LAD,STL ,FBD三种编程方式,STL为语句表编程方式,其他两种为图形调用方式).其中DB31为分配给FB31的背景块.FB31有如下几个参数必须设置:COM_RST参数地址DB31.DBX44. 0 BOOL型. FM355的启动开关.CHANNEL参数地址DB31.DBX2.0 BOOL型.控制端的通道号(每块FM355含两个通道).LMN_RE参数地址DB31.DBX52BOOL,参数类型为REAL型(32位浮点数).存储的是在未启动PID控制时的阀位值(即手动控制值),取值范围为0~100(系统将默认这些数值为电动阀的开度百分数),该参数在PID控制启动后不起作用.LMN_REON参数地址DB31.DBX6.4,参数类型BOOL型(在STEP7中为1位二进制数).当为1时PID控制关闭,LMN_RE的值作为输出值送给电动调节阀.当为0时,PID控制超作用,LMN_RE无效.PHASE参数地址DB31.DBD4,参数类型INT型(16位无符号整数).PID的相位控制,为1时控制相位反向180°.SP_RE参数地址DB31.DBD48,参数类型REAL型.PID 控制的设定值,取值范围为0~100(%).PID控制启动后模块通过计算该值与采集值的差值ER来改变输出值,仅当LMN_REON为0时有效.DEADB_W参数地址DB31.DBD104,参数类型REAL型.默认值为0,单位值为0,单位Hz.不工作区带宽设定值,差值ER将通过这个参数滤波.它关系到PID控制的性湖北大学学报(自然科学版)第28卷能.GAIN参数地址为DB31.DBD108,参数类型为REAL型.默认值为1.增益控制值,增益过大会提高系统的趋近速度,但同时会增大系统波动,导致系统不稳定.增益过小则会使系统的趋近速度变慢.TI参数地址为DB31.DBD112,参数类型REAL型.默认值为3000,单位s.积分时间常数.TI=0时,无积分环节.TD参数地址为DB31.DBD116,参数类型REAL型.默认值为0,单位s.微分时间常数.TD=0时,无微分环节.TM_LAG参数地址为DB31.DBD120,参数类型REAL型.默认值为5,单位s.微分时间延迟设置.LOAD_PAR参数地址为DB31.DBX44.3,参数类型为BOOL型.PID控制的启动开关,每次启动PID或改变PID参数后必须将此位置1,系统每次检查到此位为1,则将所有参数下载到FM355模块,然后将此位复位[4].4PID参数的调整方法PID参数的设置一方面是要根据控制对象的具体情况而定;另一方面是经验.Kp可控制幅值震荡,Kp大则会出现幅值震荡的幅度大,但震荡频率小,系统达到稳定时间长;Ki是解决动作响应的速度快慢的,Ki大了响应速度慢,反之则快;Kd是消除静态误差的,一般Kd设置都比较小,而且对系统影响比较小[5].5试验结论本系统在葛店的新武大有机硅厂通过测试.测试中流体采用甲醇,测试范围为50~250 L/h.以设定值为200 L/h的系统阶跃响应曲线为例,系统延迟时间td=3.5 s,上升时间tΓ=5 s,峰值时间tp=7 s,调节时间ts=28.5 s,超调量公式为:δ%=h(tp)-h(∞)h(∞)×100%,在试验中h(tp)=290,h(∞)=200,所以δ%=45%.经过调试后,本系统被证明完全能胜任有机硅生产过程中,对甲醇流量的精确控制. 参考文献:[1]周军,海心.电气控制及PLC[M].北京:机械工业出版社,2001:90 135.[2]余雷声,方宗达.电器控制与PLC应用[M].北京:机械工业出版社,1999:126 152.[3]陶永华,尹怕欣,葛芦生.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,1998.[4] Kember G, Dubay R. PID gain scheduling using fuzzy logic[J]. JSA Transactions, 2000,39(3):317 325.[5] Liu G P, Daley S. Optimal-tuning nonlinear PID controllers for unstable processes based on gain and phase marginspecifications: a fuzzy neural approach[J]. Fuzzy Sets and Systems, 2002: 128(1):95 106.The PID control system of flow measuring based on PLCXIAO Lei, XIE Ju-fang(School of Phisics and Electronic Technology, Hubei University, Wuhan 430062, China) Abstract:Described a kind of PID control system based on PIC. The system is composed of supervisor PC, PLC control block, the touch screen ,the flow measuring probe and the electrically operated valve. The system reads the flow measuring from the probe and then calculate the output value by using PID algorithm. The value output to the electrically operated valve to control the flow.The system also can be used in hard condition with high quality.Key words:flow measuring control system; PID; PLC; FM355C(责任编辑晏建章)。
流量的PLC控制系统设计
电气工程与自动化学院现场总线技术课程实践题目：流量的PLC控制系统设计专业班级：自动化101班学号：20101757学生姓名：艾文鹏指导老师：朱俊林日期:2013年6月25日摘要流量控制是过程控制系统的一个关键.采用工业控制计算机，根据专家系统确定最优工况的各试验流量, 通过AD采集模块接收流量计传感器的数据，对采集的相应数据进行处理分析并向PLC发出指令， PLC采用PI控制方法，通过PI控制的参数设定及自整定.根据PI调节的输出与输入的偏差成正比，还与偏差对时间的积分成正比，消除了控制过程中产生的静差，实现了流量闭环调节的精确控制.设计了监控软件、PLC软件、PLC与工控计算机的通信软件, 实现了流量的控制、数据采集和处理。
试验表明， PI控制方法对流量的调节具有较好的稳定性和动态特性.讨论计算机水流量PLC 监控系统。
选用电磁流量计和经典文丘里管流量计系统。
结合杰控组态软件制作出人机界面，把组态与PLC 进行连接，组态与PLC 间不断进行交换数据，通过组态画面实时反映现场流量的实时变化情况，然后定义与组态王实时数据库中变量相对应的监控系统中的设备，通过PLC 采集设备的数据，并通过通信接口把数据传输给计算机。
关键词:流量计;PLC ；人机界面；控制系统; 流量调节; PI控制目录摘要 (2)第一章引言 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 设计主要过程 (4)1.3 设计主要内容 (5)1.3.1 硬件模块设计 (5)1.3.2 组态软件的应用设计 (5)1.3.3 基于STEP-7的程序设计 (5)1.3.4 综合设计 (6)第二章系统的硬件选型 (7)2.1 硬件选型 (7)2.2 选型的步骤 (8)2.3 选型的结果 (8)2.4 选型技术参数 (9)第三章系统的硬件结构设计 (11)3.1 整体结构设计 (11)3.2 硬件连接图 (11)3.3 系统I/O分配表 (12)3.4 硬件组态和变频器参数 (13)3.4.1 硬件组态配置 (13)3.4.2 变频器参数设定 (14)第四章系统软件设计 (16)4.1 软件设计整体构架 (16)4.1.1 杰控组态软件设计 (16)4.1.2 组态设计 (17)4.1.3 PLC程序设计流程图 (23)4.1.4 程序设计梯形图 (24)4.2 问题及其解决方法 (26)4.3 调试过程及方法 (26)4.4 软件调试结果 (27)第五章设计总结 (29)参考文献 (30)第一章引言1。
PLC在流量控制系统中的应用案例
PLC在流量控制系统中的应用案例流量控制系统是自动化控制中的一个重要应用领域，可以应用于水处理、工业生产、环保等诸多领域。
PLC（可编程逻辑控制器）因其在工业自动化中的功能，特别是对数字和模拟输入/输出操作的能力，成为了流量控制系统中最重要的控制器之一。
本文将探讨PLC在流量控制系统中的应用案例。
一、PLC控制阀门的开闭PLC通过控制流量阀门的开闭，实现流量控制系统中流量的准确控制。
PLC控制阀门的开闭，需要对阀门位置进行反馈控制，即需要在PLC中安装反馈传感器，以检测阀门的位置。
在阀门的开关过程中，PLC可以根据预先设定的开启/关闭时间、阀门的旋转角度等参数实现对阀门的准确控制，从而实现流量控制。
二、PLC实现PID控制PID控制是一种用于工业自动控制中的一种自适应控制方法，其基本原理是按比例调节、积分时间和微调时间来调节控制器的输出，实现对被控制物（例如流量阀门或流量传感器）的精确控制。
传统的PID控制需要使用独立的PID控制器，为了实现在线程序修改，需要对现场的设备进行频繁的调整。
而PLC可以集成PID算法并在线实时调整参数，使控制系统更加智能化，大大简化了控制系统的维护。
三、PLC控制流量传感器流量传感器是流量控制系统中最重要的感应装置之一，可以实现对流量的实时监测。
PLC可以通过传感器检测实时流量信号并将其反馈给PLC，PLC再根据预设的控制程序进行反馈，从而实现精确控制。
同时，PLC还可以使用数据采集卡将流量传感器的信号转换为数字信号，以便于对数据进行存储、处理和分析。
四、PLC实现流量的计算PLC可以通过编写测量算法，将传感器的数字信号转换为流量值，并将其储存在控制器内存中。
此外，PLC还可以将流量数据转输到上位机等设备中，以便于进行数据存储、处理和报告分析。
PLC在流量控制系统中的应用模式基本类似，但实际应用却因环境和行业不同，而存在着各自的应用要求。
在任何情况下，PLC的优势在于其灵活可塑性，可根据不同环境的要求进行定制。
流量比值控制系统的设计
流量比值控制系统的设计1引言在生产过程中，凡是将两种或两种以上的物料量自动地保持一定比例关系的控制系统，就称为比值控制系统。
在化工行业中，流量控制是非常重要的。
本文主要介绍了一种流量比值控制系统，经实验和实践运行，证明该系统具有结构简单、稳态误差小、控制精度高等优点。
2工作原理比值控制有开环比值控制、单闭环比值控制和双闭环比值控制三种类型。
开环比值控制是最简单的控制方案。
单闭环比值控制系统是为了克服开环比值控制方案的缺点而设计的，这种方案的不足之处是主流量没有构成闭环控制。
本系统采样双闭环比值控制方案。
图1kcl-h2so4双闭环流量比值控制系统原理图由图1所示，第一个闭环控制系统是主流量氯化钾本身构成的流量闭环控制系统，当设置确定后，通过闭环调节作用，消除扰动的影响，使氯化钾的流量稳定在设定值上，主流量闭环控制系统属于恒值控制系统。
第二个闭环控制系统是副流量硫酸闭环控制系统，其输入量是经过检测与变送后的氯化钾流量信号q1与比值系数k1的乘积。
硫酸副流量闭环控制系统由副控制器1、硫酸泵变频器、硫酸泵以及检测点2/变送器2等组成。
副流量闭环控制系统属于跟随系统。
3流量比值控制系统设计3.1 流量比值控制系统构成氯化钾与硫酸流量比值控制系统是由三菱fx2nc系列plc、耐腐蚀泵、西门子mm440变频器、计量螺旋、电磁流量计等组成。
流量比值控制系统方框图如图2所示。
图2流量比值控制系统方框图（1）三菱fx2nc系列plc。
fx2nc系列plc具有很高的性能体积比和通信功能，可以安装到比标准的plc小很多的空间内。
i/o型连接器可以降低接线成本，节约接线时间。
i/o 点数可以扩展到256点，最多可以连接4个特殊功能模块。
（2）耐腐蚀泵。
硫酸属于腐蚀性介质，输送泵必须采用耐腐蚀泵。
本系统采用ihf 6550-160型氟塑料离心泵，泵进口直径65mm；出口直径50mm；叶轮名义直径160mm；转速2900r/nin，流量25m3/h；扬程32m；电机功率5.5kw。
基于PLC温度流量和压力控制系统的设计
基于 PLC温度流量和压力控制系统的设计【摘要】：提出了基于PLC控制的中小型系统的检测模拟量闭环控制算法，对PLC中PID指令控制系统进行设计。
在实际使用中，实现PID指令程序的流量和压力模拟量闭环过程控制，此控制系统应用到生产调试中的控制稳定。
【关键词】：PLC技术；流量；压力控制在生产控制中要收集电量参数、流量、压力、温度等物理量实现生产分析，一般使用电缆在主单元右边连接。
使用压力、温度等传感器与变送器收集模拟量并且输入。
根据控制需求实现PLC控制程序的设计编写，之后实现联机调试。
PLC为工作控制装置，被广泛应用到生产、科研与社会生活中。
大型PLC配备过程中能够对多个模拟量同时控制，但是成本比较高。
在硬件中，只需要对数模和模数转换模块进行配备，通过PID编程模块实现PID单数的设置，对控制值进行输出[1]。
以此，本文就将PLC应用到流量压力控制系统设计中。
1控制系统的硬件设计1.1硬件结构本文所设计系统硬件结构设计是否能够使后期软件编写需求得到满足，根据设计的需求实现硬件结构的设计，详见图1。
此种控制系统根据西门子S7-300PLC设计，收集各种数据，包括温度、压力等，还包括外部设备控制。
利用一体化触摸屏实现系统上位机的控制，利用RS485/RS232数据线使上位机与下位机进行交流。
在设计控制系统时，通过PLC以压力传感器对数据进行收集，内部处理器处理数据，数据在处理后显示到触摸屏中。
之后，PLC对比设置控制参数，对数据是否在范围中进行检查，假如超过或者低于设置数值，使用PID算法对控制量计算，PLC输出控制外部加热器、变频器和其他辅助设备，调整温度与压力数值到允许的范围中，实时监控整个压力数据变化。
利用S7-300PLC实现设备控制，通过K型压簧式热电偶设计，测量温度范围设计为0-800℃，输出电流设计为4-20mA，使用MIK-P300G压力传感器，输出电流设置为4-20mA，测量范围为-20~300℃，压力范围为0-1KPa。
基于PLC控制的恒流供水系统设计
基于PLC控制的恒流供水系统设计引言本文档旨在介绍基于PLC控制的恒流供水系统的设计。
该系统旨在实现可靠的供水流量控制，并确保恒定的流量输出。
本文将详细描述系统的设计原理、硬件和软件要求，以及系统的工作流程。
设计原理PLC控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种可编程的电子设备，用于控制各种工业自动化过程。
在恒流供水系统中，PLC被用来监测和控制流量传感器、电动阀门和泵等设备的运行。
恒流供水原理恒流供水原理基于流量传感器的反馈信号，通过控制电动阀门和泵的工作状态来实现恒定的流量输出。
当流量低于设定值时，PLC控制电动阀门逐渐开启，同时启动泵，以增加流量。
当流量高于设定值时，PLC控制电动阀门逐渐关闭，同时停止泵，以减少流量。
硬件要求恒流供水系统的硬件要求如下：- PLC控制器：用于监测和控制系统的运行。
- 流量传感器：用于测量供水流量。
- 电动阀门：用于控制水流的开启和关闭。
- 泵：用于增加或减少供水流量。
软件要求恒流供水系统的软件要求如下：- PLC编程软件：用于编写PLC的控制程序。
- 数据采集软件：用于监测和记录供水流量数据。
系统工作流程1. 接收流量信号：系统通过流量传感器获取实时的供水流量信号。
2. 比较流量值：PLC控制器将流量信号与设定值进行比较。
3. 控制电动阀门：根据流量差异，PLC控制电动阀门逐渐开启或关闭，以调整供水流量。
4. 启动/停止泵：根据电动阀门的开启程度，PLC控制系统启动或停止泵的运行，以实现恒流供水。
结论本文介绍了基于PLC控制的恒流供水系统的设计。
通过PLC 控制器、流量传感器、电动阀门和泵等设备的协调运作，该系统能够实现可靠的供水流量控制，并确保恒定的流量输出。
实施该系统可以提高供水的稳定性和效率，满足实际应用的需求。
「任务书--基于SIEMENSS7-300PLC的流量比值控制系统软件设计」
南阳理工学院
毕业设计(论文）任务书
电子与电气工程系自动化专业079641班学生陈祎学号
指导教师殷华文职称副教授
一、毕业设计(论文）题目：基于SIEMＥNS S7-3０0 PLＣ的流量比值控制系统软件设计
二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：20０9年２月16日起至2009年6月１4日止
三、毕业设计(论文）进行地点：电子信息与控制技术实验中心-变频技术实验室
四、任务书的内容:
南阳理工学院
毕业设计(论文)开题报告电子与电气工程系自动化专业
课题名称:基于SIEMＥNS Ｓ７-３00
PLC流量比值控制系统软件设计
学生姓名: 陈祎
学号：９６4０７07０
指导教师: 殷华文
报告日期: 2009.01．02
说明：
1.本报告必须由承担毕业设计(论文）课题任务的学生在接到“毕业设计(论文）任务书”、正式开始做毕业设计
（论文）的第2周或第３周末之前独立撰写完成,并交指导教师审阅。
2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师、毕业设计(论文)指导小组审查学生能否承担该毕业
设计(论文）课题任务的依据，并接受学校的抽查。
基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用
基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用随着工业自动化的不断发展，PLC控制系统在各种工业领域得到了广泛的应用，特别是在流量与压力控制方面，PLC技术的应用也越来越普遍。
本文将对基于PLC的流量与压力控制系统的研究与运用进行探讨，并结合实际案例展开详细分析。
PLC（Programmable Logic Controller），即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业控制的数字化操作装置。
它具有可编程、可靠性高、功能强大、结构紧凑等特点，已经成为现代自动化控制系统中不可或缺的一部分。
而流量与压力控制系统是工业生产中的常见需求之一，其准确性和稳定性对工业生产过程至关重要。
基于PLC的流量与压力控制系统在工业自动化中具有重要的地位。
基于PLC的流量与压力控制系统通常由传感器、执行器、控制器和用户界面组成。
传感器用于检测流量与压力值，并将检测到的信号传送给控制器；控制器根据预设的控制算法对信号进行处理，并向执行器发送控制指令；执行器则根据控制指令调节阀门或泵等设备，从而实现对流量与压力的精确控制；用户界面则为操作人员提供设备运行状态以及参数设置等信息。
PLC作为控制器在其中扮演着关键的角色，通过编程实现对整个控制系统的智能化控制。
1. PLC编程技术基于PLC的流量与压力控制系统的核心是PLC的编程技术。
PLC编程通常采用类似于传统的 ladder diagram（梯形图）或者结构化文本语言进行编写。
编程过程要充分考虑流量与压力控制系统的特性和要求，包括控制算法的选择、各个执行器之间的协调等方面。
还需要考虑到系统的安全性和稳定性，以及对异常情况的处理等。
2. 传感器与执行器的选择传感器是流量与压力控制系统中的关键部件，其准确性和可靠性会直接影响到系统的控制效果。
在选择传感器时，需要考虑其量程、精度和适用环境等因素。
同样，执行器的选择也是至关重要的，它需要根据系统的要求和工艺流程来合理配置，以实现对流量与压力的精确控制。
基于PLC的流量纯滞后控制系统设计
无 法 处理 系统 的模拟量 ． 即使控 制 一些 开关 量 ， 电气 其 线路 复 杂 ， 靠性 不 高 ， 便 维 护 ， 际流 量 系统 控 制 可 不 实
中每 台水 泵就需 要一套 继 电器 控 制系 统 ．而采 用西 门 子 Ｓ —０ ７ ３ ０系列 可编 程 控制 器 设计 的控 制 系统 实 现 了
技术 的掌 上客 户 服务系 统 。该 系统采 用 ＷＡ 、 Ｐ Ｐ ＷＡ
２ｏ ０１
Ｐ Ｓ ＪＥ 、ｏｋｔ Ｕ Ｈ、２ Ｅ Ｓｃｅ 通信 等先进 技 术进 行 硬件 和软 件 究 ， 算 机 工 程 与 应 用 ．０５ 计 ２ ０ 架构 。 为 充分 利用 现有 的资 源 ． 并 与现 有 营销 的营销 客
示
ｃ ｔ （）
常则 固化 程序 到结 束 。 ３２Ｔ Ａ １ ． ＨＳ 一 型过 控综合 自动化 对象 系统 本 实验 装 置对 象 主要 由水箱 、锅 炉 和盘 管 三大 部 分 组成 。供 水 系统 有 两 路 ： 路 由三 相 （ ８ Ｖ 恒 压供 一 ３０
水 力 驱 动泵 、 磁 电动 调 节 阀 、 涡轮 流 量计 及 手 动 调 节
送 调 和冷 却层 （ 炉 夹套 ） 均 由不 锈钢 精 制 而成 ， 利 用它 检 测 到的流 量信 号 ． 入调 节器 ， 节器 将模 拟 信号 转 锅 ， 可 进 行 温 度实 验 。 温度实 验 时 ， 却层 的循 环水 可 以使 换 为 电流信 号 。 给电 动调 节 阀 ， 做 冷 送 电动调 节 阀根 据调 节 加热 层 的热 量快 速散 发 。 加 热层 的温 度快 速 下降 。 使 冷 器 的输 出信 号 的大 小控 制 流量 的大 小 ．电 动调 节 阀 开 盘 最 达 却 层 和 加热 层都 装有 温度 传 感器 检 测其 温 度 。可 完成 度 减 小 。 管 出 口流量 下 降 ， 终 达 到平 衡 ， 到预 期 的控制 效果 温度 的 定值 控制 、 串级控 制 、 馈一 馈 控制 、 耦 控制 前 反 解
基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用
基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用随着工业自动化的发展，PLC（可编程逻辑控制器）在各种控制系统中得到了广泛的应用。
基于PLC的流量与压力控制系统在工业生产中发挥着重要的作用。
本文将就基于PLC的流量与压力控制系统进行研究与运用展开讨论。
我们来了解一下基于PLC的流量与压力控制系统的原理及特点。
基于PLC的流量与压力控制系统通过PLC控制器对流量和压力进行监测和调节，从而实现对流体系统的自动化控制。
其特点包括响应速度快、可靠性高、易于维护等。
在工业生产中，流量与压力控制系统能够有效地保护设备和提高生产效率，因此受到了广泛的关注和应用。
针对流量控制，PLC系统通过对流量传感器采集的信号进行处理，根据预设的控制策略输出控制信号，调节阀门或泵的开启度，从而实现流量的精准控制。
在液体或气体输送系统中，流量控制系统可以确保流体的稳定输送，避免了流量过大或过小对设备和生产线的损坏，提高了生产效率和产品质量。
在实际的工程应用中，基于PLC的流量与压力控制系统主要包括传感器、执行机构、PLC控制器和人机界面等部分。
传感器用于采集流量和压力的实时数据，执行机构则根据PLC控制器输出的信号来实现阀门或泵的控制。
PLC控制器是整个控制系统的核心部分，负责流量和压力的计算、控制策略的实现、故障诊断等功能。
而人机界面则为操作人员提供了方便直观的监控与操作界面，帮助操作人员实时了解系统运行状态，进行参数设定和故障排查。
基于PLC的流量与压力控制系统具有较强的灵活性和可扩展性，可以根据实际需求进行不同程度的定制和改造。
在工业生产中，不同的流量与压力控制系统应用场景有所不同，基于PLC的控制系统可以根据具体需要进行定制，满足各种不同的控制要求。
基于PLC的流量与压力控制系统还能够方便实现远程监控和数据通信，满足现代工业对智能化、信息化的要求。
基于PLC的流量与压力控制系统也面临着一些挑战和难点。
首先是系统的稳定性和可靠性，特别是在一些极端工况下，对系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用
基于PLC的流量与压力控制系统的研究运用
PLC（可编程逻辑控制器）是一种常见的工业自动化控制设备，广泛应用于工业生产过程中。
在许多工业领域，流量与压力控制是关键的参数，需要精确控制以保证生产过程的高效和稳定性。
基于PLC的流量与压力控制系统的研究与应用具有重要意义。
基于PLC的流量控制系统通过控制阀门的开闭程度来调节流量大小。
PLC接收传感器的流量信号，并根据事先设定的控制策略计算出最合适的阀门开度，从而实现对流量的精确控制。
传感器将实时监测的流量数据传输给PLC，PLC通过与事先设定的流量目标值进行比较，实时调整阀门的开度，使实际流量逐渐接近目标值。
这种基于PLC的流量控制系统具有快速响应、高精度控制的特点，可以有效提高生产过程的稳定性和生产效率。
基于PLC的流量与压力控制系统的研究与应用可以有效提高生产过程中流量与压力的控制精度和稳定性，优化工业生产过程，降低生产成本。
PLC的编程能力使得系统的控制策略可以根据实际情况进行调整和优化，适应不同的生产需求。
对于一些特殊的工业生产过程，基于PLC的流量与压力控制系统可以实现自动化控制，大大减少人力投入，提高生产效率和安全性。
管道流量比值控制PLC系统设计
信息与电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称：可编程控制器应用题目：管道流量比值控制PLC系统设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：刘增环等设计周数：两周设计成绩：2012年6月21日目录1、课程设计目的2、课程设计正文2.1设计主要任务2.2设计题目管道流量比值控制PLC系统设计2.3硬件系统设计2.4软件系统设计2.5程序分析及框图2.6编写PLC梯形图程序3、程设计总结或结论4、参考文献1、PLC课程设计目的1.1掌握S7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。
1.2熟练使用S7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。
1.3掌握S7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。
1.4在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。
1.5通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来2、课程设计正文2.1设计主要任务1.了解管道流量比值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.明确各路检测信号到PLC的输入通道和明确PLC到各执行机构的输出通道。
3.绘制出流量控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配。
4.编制PLC程序，结合实验装置进行调试。
2.2设计题目管道流量比值控制PLC系统设计技术要求：1．此系统有两路供水系统。
第一路由异步电动机（不具备调速功能）和和水泵构成动力系统。
第二路由变频器、电动机和水泵构成动力系统，依靠动力系统的变频调速控制流量，用电磁流量计检测流量。
2.本系统把第一路的流量（检测值）乘以设定的比例系数后的值作为流量给定值，控制第二供水管道的流量。
控制器采用PID算法决定变频器的给定值，从而实现两路流量的按比例控制。
2.3硬件系统设计模拟量输入有涡流流量传感器和电磁流量传感器组成，PLC选西门子S7—200系列中的226，上位机和下位机的电缆采用RS—458通讯电缆。
PLC实验报告供水系统流量监测与控制
PLC实验报告供水系统流量监测与控制实验目的本实验的目的是设计一个基于PLC的供水系统流量监测与控制系统，通过实验验证该系统的功能和性能。
实验原理与装置供水系统是市政工程中常见的系统之一，其主要由水源、水泵、水箱、管道和控制系统等组成。
本实验使用的PLC是一种可编程逻辑控制器，适用于工业自动化控制系统。
实验步骤1. 确定实验所需的材料和仪器，包括PLC、水泵、传感器、电磁阀等。
2. 搭建实验装置，根据实验需求连接水泵、水箱、传感器和电磁阀等设备。
3. 配置PLC的输入输出模块，并与其他设备进行连接。
4. 编写PLC控制程序，根据实验要求设计流量监测与控制逻辑。
5. 将编写好的控制程序下载到PLC中，确保PLC正常运行。
6. 开始实验，观察并记录各传感器的数据，包括水泵的工作状态、水箱水位、管道流量等。
7. 根据实验数据分析供水系统的运行情况，评估控制系统的性能。
实验结果与讨论通过实验，我们成功设计了一个基于PLC的供水系统流量监测与控制系统。
经过测试，该系统能够准确监测并控制供水系统的流量。
通过对实验数据的分析，我们可以及时发现供水系统的异常情况，并采取相应措施进行调整和修复。
该系统具有良好的稳定性和可靠性，可以满足供水系统的实际需求。
实验结论本实验通过设计一个基于PLC的供水系统流量监测与控制系统，验证了该系统的功能和性能。
通过该系统，我们可以实时监测供水系统的流量，并及时进行调节和控制，保证供水系统的正常运行。
该系统具有良好的稳定性和可靠性，在实际应用中具有广泛的前景。
致谢在此特别感谢实验组的成员们，他们的辛勤工作和耐心指导使得本实验能够顺利进行。
同时感谢实验室提供的设备和支持，没有你们的帮助我们无法完成这个实验。
参考文献：[1] 《PLC实验原理与应用》作者：XXX[2] 《自动控制原理》作者：XXX。
PLC在流量控制系统中的应用
摘要随着社会的快速发展，人们对物质需求越来越大，在工业的生产中需要引入更多的自动控制去提高工作效率和节约生产成本。
流量控制是一项不可或缺的自动控制技术，无论是在工业生产中还是生活应用中都极为重要。
流量精确的输出可提高产品质量，合理利用资源，提高生产效率，降低生产成本。
本文基于PLC工作原理，利用PLC作为下位机去实现流量控制。
通过组态王与PLC 的通信连接，在组态王上创建控制面面去监督控制与数据采集，结合PID原理去实现对流量的精确控制。
本设计是在过程控制设备AE2000B去实现的，主要是通过PLC来调节电动调节阀的开度以达到流量的控制。
本次设计可作为今后在真正的工业控制应用上的一个原形，为今后的工业控制打下理论基础。
关键字流量控制；PLC；组态王；AE2000B；PIDAbstractWith the rapid development of society, people's material needs are growing, the need to introduce more automatic control in industrial production to improve efficiency and reduce production costs. Flow control is an integral part of automatic control technology, both in industrial production or life applications are extremely important. Traffic precise output can improve product quality, rational use of resources, improve production efficiency and reduce production costs.This article is based on the the PLC working principle, the use of the PLC as the next crew to achieve flow control. By KingView and PLC communication connected with PID control the configuration king as the host computer supervisory control and data acquisition, tuning PID parameters to achieve precise control of the flow. The design process control hardware system equipment AE2000B to achieve in order to achieve the flow control is adjusted through the PLC electric control valve opening degree. The design and lay a solid foundation for the future in the real industrial automation applications.Keywords Flow control PLC KingView AE2000B PID目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 国内外在该方向上的现状与分析 (1)1.3 流量控制的原理与特点 (2)1.3.1 流量的概述 (2)1.3.2 流量控制原理 (2)1.3.3 反馈控制系统 (2)1.4 本文研究的主要内容 (3)第2章系统结构及其工具 (4)2.1 西门子PLC介绍 (4)2.1.1 PLC的产生 (4)2.1.2 PLC的特点 (4)2.1.3 PLC的工作原理 (4)2.1.4 西门子S7-200主要特点 (5)2.2 AE2000B型系统介绍 (6)2.2.1 系统主要特点 (6)2.2.2 检测装置 (7)2.3 STEP 7-Micro/Win 编程软件 (8)2.3.1 STEP 7-Micro/WIN的基本功能 (8)2.3.2 STEP 7-Micro/WIN窗口组件 (9)2.3.3 设计一个微型PLC系统的步骤 (10)2.4 组态软件King View (10)2.4.1 组态软件的特点 (10)2.4.2 组态软件的系统构成 (11)2.4.3 组态软件使用步骤 (12)本章小结 (12)第3章流量控制系统的设计与实现 (13)3.1 流量控制系统方案 (13)3.2 PID控制 (13)3.2.1 PID控制原理 (13)3.2.2 PID控制的特点 (15)3.2.3 PLC实现PID控制的方法 (15)3.3 编写PLC程序 (16)3.4 建立组态 (19)3.4.1 设计图形界面 (19)3.4.2 设备连接 (22)3.4.3 变量设置 (24)3.4.4 动画连接 (25)本章小结 (27)第4章系统的运行与调试 (28)4.1 PLC运行与调试 (28)4.1.1编译 (28)4.1.2 程序下载 (28)4.2 系统现场设备连线 (29)4.3 组态运行与调试 (30)4.3.1 参数整定 (31)4.3.2 实验的总结 (36)本章小结 (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)第1章绪论1.1 研究的背景和意义流量是衡量效率的重要指标，在工业生产已成为重要的被控对象参数，特别是在石油化工、污水处理等各类工业中，在生活中也处处可见，例如喷泉、液体的稀释等。
基于PLC的流量监控系统设计说明
毕业设计论文基于PLC的流量监控系统设计xxxx大学xxx.xxxxx目录1 选题背景2方案论证3 开发设计过程4 结果分析5 总结参考文献致附录A:MAIN主程序：附录B:CPU技术规附录C :EM 235模拟量输入，输出和组合模块的技术规基于PLC的流量监控系统设计1 选题背景本毕业设计课题来自实验室建设。
目的是利用PLC来实现过程控制。
目前，PLC 使用围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量与数字量之间的A/D、D/A转换，并对模拟量进行闭环PID控制。
用MCGS组态软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。
2方案论证本毕业设计原理是利用扩展模块EM235（AI4/AQ1*12位）进行数据采集，然后把采集到的数据利用程序进行工程量转换，给定量与输入量相减得出偏换，送到执行器，从而构成的是单闭环控制。
采用增量式PID，具有以下优点：（1）增量算法控制误动作影响小。
（2）增量算法控制易于实现手动/自动无扰动切换。
（3）不产生积分失控，易获得较好的调节品质。
在实际应用中，在以步进电机或多圈电位器作执行器件的系统中，则采用增量式PID算法。
MCGS即"监视与控制通用系统"，英文全称为Monitor and Control Generated System。
MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
MCGS工控组态软件是一套32位工控组态软件，集流程控制、数据采集、设备控制与输出数据与曲线等诸多强大功能于一身，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械等多种工程领域。
所以用MCGS作为本次毕业设计的开发软件是很有必要的。
基于PLC的流量比值控制系统设计
毕业设计开题报告摘要流量比值控制系统的设计，主要是用PLC控制液体的比例，以便提高工业的智能化，通过流量比值控制可以使得工业上液体的混合准确，能够更好地控制液体的比例，节约资源。
本设计采用PLC为核心对液体流量进行控制，通过合理的设计，提高流量控制水平，进而改善流量运行的稳定性，使其更加精确。
本文主要介绍了流量的比值控制系统总体方案设计、设计过程、组成、列出流量控制的流程图，并给出了系统组成框图，分析流量逻辑关系，提出了编程方法。
通过A/D采集模块接收流量计传感器的数据，对采集的相应数据进行处理分析并发出指令，该设计采用PID控制方法，通过PID控制的参数设定及自整定。
根据PI调节的输出与输入的偏差成正比，还与偏差对时间的积分成正比，消除了控制过程中产生的静差。
本设计实现了流量双闭环调节的精确控制，这种控制方法对流量的调节具有较好的稳定性和动态特性。
关键词：流量PLC比值PIDAbstractThe design of flow ratio control system, PLC is mainly used to control the ratio of liquid, in order to improve the intelligence industry, through flow ratio control can make industrial liquid mixing accurate, better able to control liquid ratio, save resources.This design uses PLC as the core of the liquid flow control, through reasonable design, improve the flow of control level, thereby improving the flow stability of ru nning, making them more precise. This paper mainly introduces the flow ratio contro l system scheme design, design process, composition, list the flow chart flow control, an d gives the block diagram of the system, analyzes the flow of logic relation, put fort the programming method. Receiving flow meter sensor through the A/D acquisition m odule data, the corresponding data processing analysis and instruction, the design adopt PID control method, setting and tuning the parameters of PID control. According to the deviation of output and input is proportional to the PI regulation, also with the deviati on on time is proportional to the integral, and eliminates the static error generated in the control process.This design realizes the accurate control of flow of double closed loop regulation, this control method has better stability and dynamic characteristics of flow regulation.Key words：Flow PLC Ratio PID目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3论文研究内容 (2)第2章系统控制方案设计 (3)2.1系统整体方案的设计 (3)2.1.1方案论证 (3)2.1.2方案选择 (4)2.1.3双闭环比值控制系统的结构 (4)2.2双闭环比值控制系统的特点与分析 (5)2.3控制方案的比较和确定 (6)2.4流量比值控制系统的组成及原理图 (6)2.5流量比值系统控制流程 (8)第3章系统的硬件设计 (9)3.1PLC的基本知识 (9)3.1.1PLC硬件介绍 (9)3.1.2编程语言 (10)3.2设备的选型 (10)3.2.1PLC及其转换模块的选型 (11)3.2.2变频器的选型 (13)3.2.3水泵电机的选型 (15)3.2.4电磁流量计的选型 (16)3.2.5调节阀的选型 (17)3.3系统主电路分析及其设计 (18)第4章系统的软件设计 (20)4.1流量比值控制逻辑图 (20)4.2系统I/O分配 (20)4.3系统I/O接线图 (21)4.4系统控制过程 (21)4.4.1程序初始化与故障分析 (21)4.4.2PID初始化及程序分析 (23)第5章仿真设计 (25)5.1组态王介绍 (25)5.2组态画面 (25)Ⅰ5.3监控画面 (25)第6章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)附录A外文资料 (31)附录B电路总图 (42)附录C流程图 (43)附录D程序 (44)Ⅱ石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 课题研究的目的意义在生产过程、科学研究和其他产业领域中，可编程序自动控制技术的应用都是十分广泛的，在自动控制的设备中，可编程序自动控制亦比其它的控制方法使用得更普遍。
基于PLC的流量控制系统完整版
基于PLC 的流量控制系统 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]►么B辽宁工业大学电气控制与PLC技术课程设计（论文）0：基于PLC的流量控制系统设计院（系）: 电气工程学院专业班级：自动化112学号：—2学生姓名：王毅指导教师：___________________ （签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算随着科技的飞速发展，自控系统的应用正在不断深入，同时代替传统控制检测技术日益更新。
自动控制技术可谓无所不能。
本文提出一种对液体流量进行实时精确控制的设计方案。
该方案以PLC控制为基础，由上位机、PLC、电动调节阀组成。
它不仅适用于流量控制，在改变动作设备后同样适用于对温度、液位、速度、高度等模拟量的控制。
论文采用文字叙述与图表相结合的方式，逐步做出解释，从而得出具体结论。
更清晰的展示了设计的全过程与每个细节之间的处理方式。
关键词：PLC；自动控制；流量控制第1章绪论PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外圉设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
目前，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、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
基于PLC的流量监控系统设计说明
毕业设计论文基于PLC的流量监控系统设计xxxx大学xxx.xxxxx目录1 选题背景2方案论证3 开发设计过程4 结果分析5 总结参考文献致谢附录A:MAIN主程序：附录B:CPU技术规范附录C :EM 235模拟量输入，输出和组合模块的技术规范基于PLC的流量监控系统设计1 选题背景本毕业设计课题来自实验室建设。
目的是利用PLC来实现过程控制。
目前，PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量与数字量之间的A/D、D/A转换，并对模拟量进行闭环PID控制。
用MCGS组态软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。
2方案论证本毕业设计原理是利用扩展模块EM235（AI4/AQ1*12位）进行数据采集，然后把采集到的数据利用程序进行工程量转换，给定量与输入量相减得出偏换，送到执行器，从而构成的是单闭环控制。
采用增量式PID，具有以下优点：（1）增量算法控制误动作影响小。
（2）增量算法控制易于实现手动/自动无扰动切换。
（3）不产生积分失控，易获得较好的调节品质。
在实际应用中，在以步进电机或多圈电位器作执行器件的系统中，则采用增量式PID算法。
MCGS即"监视与控制通用系统"，英文全称为Monitor and Control Generated System。
MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
MCGS 工控组态软件是一套32位工控组态软件，集流程控制、数据采集、设备控制与输出数据与曲线等诸多强大功能于一身，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械等多种工程领域。
所以用MCGS作为本次毕业设计的开发软件是很有必要的。
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电气工程与自动化学院现场总线技术课程实践题目：流量的PLC控制系统设计专业班级：自动化101班学号：********学生姓名：***指导老师：***日期：2013年6月25日流量控制是过程控制系统的一个关键。
采用工业控制计算机, 根据专家系统确定最优工况的各试验流量, 通过AD采集模块接收流量计传感器的数据, 对采集的相应数据进行处理分析并向PLC发出指令, PLC采用PI控制方法, 通过PI控制的参数设定及自整定。
根据PI调节的输出与输入的偏差成正比, 还与偏差对时间的积分成正比, 消除了控制过程中产生的静差, 实现了流量闭环调节的精确控制。
设计了监控软件、PLC软件、PLC与工控计算机的通信软件, 实现了流量的控制、数据采集和处理。
试验表明, PI控制方法对流量的调节具有较好的稳定性和动态特性。
讨论计算机水流量PLC 监控系统。
选用电磁流量计和经典文丘里管流量计系统。
结合杰控组态软件制作出人机界面，把组态与PLC 进行连接，组态与PLC 间不断进行交换数据，通过组态画面实时反映现场流量的实时变化情况，然后定义与组态王实时数据库中变量相对应的监控系统中的设备，通过PLC 采集设备的数据，并通过通信接口把数据传输给计算机。
关键词：流量计；PLC ；人机界面；控制系统; 流量调节; PI控制摘要 (2)第一章引言 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 设计主要过程 (4)1.3 设计主要内容 (5)1.3.1 硬件模块设计 (5)1.3.2 组态软件的应用设计 (5)1.3.3 基于STEP-7的程序设计 (5)1.3.4 综合设计 (6)第二章系统的硬件选型 (7)2.1 硬件选型 (7)2.2 选型的步骤 (8)2.3 选型的结果 (8)2.4 选型技术参数 (9)第三章系统的硬件结构设计 (11)3.1 整体结构设计 (11)3.2 硬件连接图 (11)3.3 系统I/O分配表 (12)3.4 硬件组态和变频器参数 (13)3.4.1 硬件组态配置 (13)3.4.2 变频器参数设定 (14)第四章系统软件设计 (15)4.1 软件设计整体构架 (15)4.1.1 杰控组态软件设计 (15)4.1.2 组态设计 (16)4.1.3 PLC程序设计流程图 (22)4.1.4 程序设计梯形图 (22)4.2 问题及其解决方法 (25)4.3 调试过程及方法 (25)4.4 软件调试结果 (26)第五章设计总结 (28)参考文献 (29)第一章引言1.1 设计目的本次课程设计的目的是采用西门子S7-300系列PLC来实现过程控制系统的设计。
学习使用变频器，并对其内控与外控模式运用自如；掌握PLC控制单元的使用，对西门子S7-300编程进而对整个过程进行控制；学会使用A\D、D\A转换模块，了解其工作机制，熟知模数、数模换换的接口地址通过模拟量I/O模块，并对其进行编程采集与控制；与此同时，学会使用不同的传感器件流量计、电磁阀等的控制欲使用。
熟悉杰控组态软件的使用方法，根据所给资料自己独立绘出一个上位机，设置相应的变量，使整个上位机与我们的硬件设备连接起来，并对模拟量进行闭环PID控制，达到PLC编程-上位机控制-实现整个流量的PLC过程控制系统的要求。
通过杰控组态软件进行相应的实时监控，其显示的内容包括启动、停止按钮、PID参数给定窗口、给定流量、实际流量、相应的实时曲线显示窗口等功能，从而形成一个完整的过程控制系统。
当今，PLC的使用范围越来越广，从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用于所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
可知，现在的工业生产和各领域的机械控制都是与此密切相关的，对其学习研究具有重大意义。
1.2 设计主要过程考虑到这次是对过程控制系统的初次整体设计，本设计分为四个步骤进行，分别为：第一步，过程控制柜模块选取，所选取的流量传感器、电磁阀等硬件的连接和变频器的控制方式设置；第二步，基于杰控组态软件的上位机设计，我们需要根据资料学习的东西包括项目管理、设备通信、运行数据库、画面制作、画面显示、变量报警等，通过这些木块的学习进而组合形成一个我们需要的界面控制台；第三步，基于STEP-7的S7-300PLC程序的设计，使用FB41背景数据块和FC105、FC106模块实现整个环节的A/D、D/A、PID闭环控制系统的设计；第四步，所有部分的综合控制设计，将前期设计的所有模块进行所有的整合一体设计调试，最终实现我们的设计要求。
1.3 设计主要内容1.3.1 硬件模块设计我们需要的物理设备有主要有，一个储水箱、一个装水箱、流量计一个、电动阀一个、变频器一个，水泵一个和若干开关水管等材料构成。
1.3.2 组态软件的应用设计组态软件系统是集多年 PLC 工程应用、开发和服务经验,基于 Windows NT 、Windows 2000/XP 操作平台,独立研制开发的纯 32 位、高档次的软件,其运行稳定、速度快、简单易用、功能强大、扩展性好,能为用户提供经济完善的工业自动化监控解决方案。
本次组态软件需要使用的功能有，首先，学会如何使用项目管理包括备份和调入等；完成设备通讯的设计，主要包括S7TCP驱动安装、启动驱动、定义设备数据表、监视设备数据表，设备数据表的定义至关重要，它是直接和我们的程序控制连接起来的纽带；紧接着就是画面制作了，按照设计的需求绘制一个相对美观的界面，然后添加一些静态文本、按键、文本框、曲线图、柱状图等，从而构成一个完整的控制界面；选择相应的画面，启动画面显示。
1.3.3 基于STEP-7的程序设计本次程序设计主要采用梯形图的方式，设计的过程首先使用模数转换模块FC105对流量计的数值进行实时采集，SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。
将结果写入OUT。
FC105转换得到的数值再作为FB41模块进行PID调节，然后将调节得出的结果送给数模转换模块FC106进行转换，SCALE功能接受一个整型值(IN)，并将其转换为以工程单位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之间的实型值。
将结果写入OUT。
输出的结果再送给变频器，从而实现变频器的外控模式调节，从而实现流量的控制。
1.3.4 综合设计完成了上述各个模块之后，再进行综合设计，整个过程控制系统就是由硬件外围电路和设备加软件控制部分控制的。
我们通过PLC编程，再与组态软件进行链接，实现一个控制界面，继而控制物理设备的完整控制系统。
第二章系统的硬件选型2.1 硬件选型本设计硬件主要包括，过程控制系统设备一套（包括三个流动水箱、一个储水水箱、若干水管、开关若干、抽水泵一个等）、流量计一个、电动阀一个、变频器一套等。
考虑到流量的精度和准确度，本设计采用上海艾特自动化仪表有限公司的MLF-1流量计，基本参数有：流量精度为0.5级，输出信号为4-20毫安，量程范围为0.3立方米，口径10毫米等变频器采用西门子全新一代标准变频器MicroMaster420,它是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。
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水泵电动机采用浙江松久电机有限公司的A02-7112系列三项异步电动机，功率为370W，额定电压380伏，额定电流1.0A，额定频率50HZ，转速2780r/min，绝缘等级B，噪声65dB硬件组态采用可编程控制器CPU 314C-2 PN/DP，CPU 314C-2 DP 是紧凑型 CPU，适合安装在分布式结构中。
通过其扩展工作存储器，该紧凑型CPU也适用于中等规模的应用。
集成的数字量和模拟量输入和输出可与过程信号直接连接。
集成的的PROFIBUS DP 主站/从站以及 PROFINET IO 控制器/I-设备接口，用于PROFIBUS 和 PROFINET 的分布式连接。
这使得 CPU 314C-2 PN/DP 可作为进行快速处理的分布式单元使用，也可作为 PROFIBUS 和 PROFINET 系统中具有低端现场总线系统的上位控制器。
采用西门子电源模块PS307/5A，6ES7307-1EA01-0AA0西门子PS307/5A/10A 电源模块单元为S7-300/ET 200M提供电源，将120/230伏交流电压转变到所需要的24伏直流工作电压输出电流2安、5安或10安。
S7-300需要24伏直流电源。
PS 307负载电源模块将120 或230伏交流电压转变为24伏直流工作电压。
24伏直流电源用来为SIMATIC S7-300和传感器及执行元件供电模拟量输入采用SM331,命令地址为6ES7 331-7KF02-OABO，标称型号是AI8*12Bit，光电隔离，U/I/热电偶/电阻中断，诊断；分辨率9、12、14位，八位模拟量输入。
模拟量输出采用SM332，命令地址为6ES7 332-5HD01-OABO，标称型号是AO4*12Bit，光电隔离，U/I诊断；分辨率11、12位，四位模拟量输出。
数字量模块 SM 323 数字量输入/ 输出模块,8 输入，8输出。
24VDC；8出，24VDC，0.5A，晶体管输出，光电隔离，扩展温度范围PS 307 5AAI8*12Bit 6ES7 331-7KF02-OABOAO4*12Bit 6ES7 332-5HD01-OABODI8/DO8*DC24V/0,5A 6ES7 323-1BH01-0AA02.2 选型的步骤硬件的选型是从本设计的核心去实现的，硬件方面要符合标准输入电压、电流、频率等。
因此选型的步骤可以分为如下几步来进行：1、了解设计所提供的硬件资源，根据所有的设备进行实践选型；2、确定流量最大时流量计的最大值，以确定所选AD采集设备符合要求；3、确定电源模块是否符合设备的规格；4、确定变频器所能设置的最大频率值；5、确定DA采集到的数据值是否符合设备要求；2.3 选型的结果最终确定采用的硬件设备主要有，上海艾特自动化仪表有限公司的MLF-1流量计，变频器采用西门子全新一代标准变频器MicroMaster420，水泵电动机采用浙江松久电机有限公司的A02-7112系列三项异步电动机，硬件组态采用可编程控制器CPU 314C-2 PN/DP。
2.4 选型技术参数一、MLF-1流量计基本参数有：流量精度为0.5级，输出信号为4-20毫安，量程范围为0.3立方米，口径10毫米等。
二、变频器MicroMaster420200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW ；380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW ；模块化结构设计，具有最多的灵活性；标准参数访问结构，操作方便。