基于数控机床群的冷却液液位控制系统设计探讨
学位论文—基于s7-200液位过程控制系统设计(含梯形图)
摘要基于西门子PLC变频控制系统，采用西门子S7-200PLC,其扩展输入模块EM231，模拟输出模块EM232，利用其内部的PID控制指令，配合三菱D700系列变频器FR-D720S-0.4K-CHT和电机，同时采用压力变送器来检测管网压力，构成闭环调速系统。
变频技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而实现管网水压连续变化。
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是近几十年发展起来的一种新型的、非常有用的工业控制装置，作为工业自动控制的核心控制部分，使系统的控制精度更高、反应速度更快、系统稳定性更强。
在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中得到了广泛的应用，已成为当代工业自动化的主要控制装置之一。
液位控制是工业控制中的一个重要问题，针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点，在液位控制系统设计中采用PLC内部数字PID 控制器，进行输入量的归一化转换，PID计算，输出量转换工程量等操作。
促进工业液位控制向着智能控制的方向发展。
关键词：PLC、PID控制、闭环调速系统、变频、模拟信号采集目录1 绪论 (1)1.1课题的提出 (1)1.2PLC液位控制系统的概述及发展 (1)1.3课题研究的内容与目的 (2)2 PLC液位控制系统的总体设计 (3)2.1S7-200PLC的概述 (3)2.1.1STEP7-M ICRO/WIN简介 (5)2.1.2PLC内置PID模块控制指令应用 (8)2.2建立液位控制系统结构 (12)2.2.1硬件组成 (12)2.2.2控制方法及实现的功能 (12)2.2.3软件设计 (14)2.3PID回路输入变量的转化与标准化 (14)2.4液位控制系统PLC程序设计 (16)3 系统调试 (138)4.1液位控制系统反馈极性确定 (138)4.2液位控制系统的控制指标 (39)附录1 (42)结论 (46)参考文献： (47)致谢 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计
摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。
为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。
以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进展监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进展仿真实验、模拟控制。
为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进展实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。
在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终到达对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。
关键词：MCGS组态软件；液位系统；仿真实验AbstractTo design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering problems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software to design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate hostputer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating systems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitorthe level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a prehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monitoring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interaction by the MCGS configuration software, and acplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchronized curve display ultimately.Key Words：MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment目录1绪论错误!未定义书签。
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文摘要：本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一种液位控制系统，该系统能够实时监测液位，并根据设定值进行液位控制。
本文详细介绍了该系统的硬件设计、软件设计以及系统测试，并对系统的性能进行了评估和分析。
实验结果表明，该液位控制系统能够稳定可靠地实现对液位的控制。
关键词：PLC；液位控制；硬件设计；软件设计；系统测试1.引言液位控制是工业中常见的一种控制过程。
在各种工业领域，如化工、能源、水利等，在液位控制方面都有较高的需求。
随着自动化技术的不断发展，PLC技术成为液位控制的一个重要工具。
2.系统硬件设计在本系统硬件设计中，我们采用了PLC、液位传感器、电磁阀等关键元件。
PLC作为控制中心，接收传感器的信号，根据设定值来控制电磁阀的开启和关闭。
液位传感器负责实时监测液位的变化，并将信号传输给PLC。
电磁阀根据PLC的指令来控制液位的增减。
3.系统软件设计在本系统软件设计中，我们使用了PLC编程语言来实现液位控制的逻辑。
首先，我们定义了PLC的输入和输出信号，然后根据设定的逻辑进行编程。
具体来说，当液位高于设定值时，PLC会关闭电磁阀，减少液位的上升；当液位低于设定值时，PLC会打开电磁阀，增加液位的下降。
通过循环执行这些逻辑，系统可以实现对液位的控制。
4.系统测试为了验证系统的可行性和性能，我们进行了一系列的测试。
首先，我们针对液位控制器的输入输出进行了测试，确保其正常工作。
然后，我们使用液位泵和液位计进行了实际测试，记录了系统在不同液位变化条件下的性能。
实验结果表明，该液位控制系统具有良好的稳定性和可靠性。
5.结果和分析通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：该液位控制系统能够满足不同液位变化条件下的控制需求；系统响应速度较快，能够在短时间内完成液位的调整；系统具有良好的稳定性，能够稳定地维持设定的液位。
6.结论本文基于PLC技术设计了一种液位控制系统，并进行了详细的硬件设计、软件设计和系统测试。
液位控制系统的研究与设计
液位控制系统的研究与设计目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1 绪论 (2)1.1 课题背景与研究意义 (2)1.2 国内外研究现状与发展 (3)1.3 本课题主要研究内容 (4)2 水箱液位控制系统的模型分析 (4)2.1 水箱液位问题分析 (4)2.2 水箱液位控制系统的原理框图 (5)2.3 水箱液位控制系统的数学模型 (6)确定过程的输入变量和输出变量 (6)建立数学模型 (6)求液位控制系统微分方程式 (7)误差性能分析 (7)3 基于单片机的水箱液位控制系统设计 (8)3.1 核心芯片8051 (9)3.2 系统的硬件设计 (10)液位传感器的设计 (11)转换器的选择 (12)液位的调节及控制部分 (13)显示及报警部分 (13)电机控制模块软件设计 (14)3.3 系统的软件设计 (14)软件设计流程图 (14)系统软件编译开发环境 (15)显示与A/D转换的数据处理 (15)3.4 系统主程序 (17)3.5 基于单片机的水位控制系统的抗干扰措施 (17)硬件抗干扰电路的设计 (17)软件抗干扰的设计 (17)3.6 结论 (18)参考文献 (19)附录 (20)致谢 (23)液位控制系统的研究与设计自动化专业学生XXX指导教师XXX摘要：液位智能监控系统是现在生产生活中必不可少的部件，对液位的测量和控制效果直接影响到产品的质量，而且也关系着生产的安全。
在过去，大量的对水位监控操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控蓄水池的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监测器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。
所以，液位控制很重要。
本文介绍了液位控制系统的数学模型，主要设计了一种水箱液位控制器，它以8051作为控制器，通过8051单片机，压力传感器和模数转换器等硬件系统和软件设计方法实现具有液位检测报警和控制双重功能，同时也具有压力报警和显示控制的功能,并对液位和压力值进行显示。
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计液位控制系统是一种用于监测和控制液体在容器中的水平高度的技术。
在工业领域中，液位控制系统被广泛应用于仓储、化工、石油、生物工程等领域。
随着MCGS（Master Control & Graphic System）组态编程技术的发展，液位控制系统的设计变得更加简单和灵活。
液位控制系统一般由传感器、控制器、执行器等组成。
传感器可以监测液位的变化，并将信号传输给控制器。
控制器根据传感器的信号来判断液位的高低，并通过执行器来实现对液位的控制。
在MCGS组态编程的液位控制系统设计中，首先需要进行硬件的连接和配置。
将传感器、控制器和执行器按照系统要求连接起来，并在MCGS软件中对其进行配置和初始化。
该步骤通常需要一定的硬件和软件知识。
接下来，需要在MCGS软件中进行系统界面的设计。
通过MCGS的图形化界面设计工具，可以轻松地创建系统的监控界面。
在液位控制系统中，可以设计一个仪表盘，显示当前液位的数值和状态。
同时，还可以设计一个趋势图，记录液位的历史变化。
通过这些界面，操作员可以直观地了解液位的实时情况。
在系统界面设计完成后，接下来需要进行程序的编写。
MCGS提供了丰富的编程功能，可以通过简单的拖拽和连接来实现各种逻辑控制。
在液位控制系统中，可以根据液位传感器的信号来判断液位的高低，并根据设定的阈值来控制执行器的动作。
例如，当液位超过高阈值时，执行器关闭进水阀门；当液位低于低阈值时，执行器打开排水阀门。
通过这样的逻辑控制，可以实现对液位的稳定控制。
在实际应用中，液位控制系统不仅要求准确可靠，还需要具备一定的安全性。
因此，在设计过程中，需要考虑到各种故障和异常情况的处理。
例如，当传感器故障时，控制器应能够发出警报并采取相应的控制措施；当执行器故障时，控制器应能够及时检测到并进行报警。
总之，基于MCGS组态编程的液位控制系统设计，可以使系统的设计和调试更加简单和灵活。
数控机床技术中的冷却液使用与维护
数控机床技术中的冷却液使用与维护随着工业技术的发展和进步，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
而在数控机床的运行过程中，冷却液的使用和维护显得尤为重要。
本文将就数控机床技术中的冷却液使用与维护进行详细的介绍和阐述。
首先，我们来看一下冷却液在数控机床中的作用。
冷却液主要用于降低机床在工作中产生的摩擦热，保持机床各部件的温度稳定，以确保机床能够正常运行。
同时，冷却液还能够起到冲洗和润滑的作用，防止切削过程中产生的金属屑阻塞刀具，同时延长刀具的使用寿命。
在冷却液的使用过程中，我们需要注意以下几点。
首先，冷却液的浓度应该适中。
如果浓度过高，会导致冷却液的性能下降，甚至引起气泡和沉积物的生成，从而影响机床的正常运行。
而浓度过低，则会影响冷却效果，容易产生刀具磨损和加工质量下降的问题。
因此，我们需要根据机床的具体要求和加工材料的特性，调整冷却液的浓度。
其次，冷却液的选择也非常重要。
不同的机床和加工材料对冷却液的要求也不尽相同。
一般来说，常用的冷却液有水溶性和油溶性两种。
水溶性冷却液适用于多种加工材料，具有良好的散热性能，但容易腐蚀机床。
而油溶性冷却液则具有较好的润滑性能，适用于高速切削加工，但在散热性能方面稍逊于水溶性冷却液。
因此，在选择冷却液时，我们需要根据具体情况进行判断，并根据机床厂家的建议进行选择。
此外，冷却液的更换和维护也是非常重要的。
在使用过程中，冷却液会受到切削液、金属屑和化学反应等因素的污染，从而影响冷却效果。
因此，我们需要定期更换冷却液，并进行清洗和维护。
同时，我们还需要保持机床的冷却循环系统的清洁和畅通，定期检查和清理冷却液过滤器，以确保冷却液的质量和流动性。
最后，关于冷却液的使用和维护，还有一些注意事项。
首先，我们需要遵循相关的操作规程和安全操作规范，正确使用冷却液，避免对人体和环境造成危害。
同时，我们还需要避免雨水和杂物等杂质进入冷却液中，以免影响其正常工作。
此外，当机床长时间停工时，应该及时清空冷却液，以防止冷却液长时间积聚而产生异味和腐蚀机床的问题。
液位控制系统的设计与研究毕业设计(论文)
毕业设计(论文)题目名称液位控制系统的设计与研究系别电气信息工程系专业/班级学生学号指导教师（职称）摘要本文设计的基于单片机的液位监控系统是一种利用超声波技术、电子技术、电磁开关技术相结合来实现非接触式液位测量和控制系统，能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用，在工业监测和控制等方面得到了广泛应用。
近些年来，工业水平的不断发展对液位测量的精度、广度和抗干扰性提出了越来越高的要求，超声波测距技术本身也在不断的完善和发展，测距仪更趋向小型化和智能化，逐步实现了高精确度、高可靠性、安全性和多功能化。
本设计的主要任务是以单片机为主控制器，开发一个基于单片机的液位监控系统，可测量并显示液位，还可以通过单片机控制把液位限定在某一范围内，在单片机控制失效的情况下发出报警信号，提醒工作人员进行手动控制。
研究内容包括超声波测距的基本原理与方法、精度影响因素的分析与解决办法、单片机对阀门的控制方法、监控系统的整体方案设计、硬件设计、软件流程设计等。
设计完成之后提供一套可以使用的超声波测距仪，测量范围和测量精度满足一般工业应用需要。
设计完成之后应提供一套可以用于一般工业生产的液位监控系统。
通过毕业设计的整个过程，可以综合运用传感器、单片机、电子电路和程序设计方面的知识，锻炼和提高动手能力、参与科研工作的能力。
关键词：单片机；超声波；测距；液位监控AbstractThe monolithic machine-based liquid place supervisory control system the main body of a book is designed has been that one kind of the contact-type liquid making use of the ultrasonic technology , electron technology , electromagnetism switch technology to realize combining with coming each other place measures and controls system , has been able to be put into use under some specially appointed occasion or environment is comparatively very bad situation , has got extensive use in the field of industry monitoring and controlling and so on. Horizontal uninterrupted growth of industry has brought forward the more and more high request to accuracy , extent and anti-interference sex that the liquid place measures in recent year, self can't be in the ultrasonic distance measurement technology perfect ceaseless and developed, the range finder is incline to minaturized and intellectualized , step by step have realized high precision , high reliability , security and multifunctional-rization.This design's primary mission is by the monolithic integrated circuit primarily controller, develops one based on monolithic integrated circuit's fluid position supervisory system, measurable quantity and disclosing solution position, but may also through the monolithic integrated circuit control the fluid position define that in some scope, the situation which expires in the monolithic integrated circuit control after-crops the alarm, the reminder staff carries on the hand control. Research content including ultrasonic ranging's basic principle and method, precision influencing factor analysis and solution, monolithic integrated circuit to valve control method, supervisory system's overall plan design, hardware design, software flow design and so on. After the design completes, provides the ultrasonic wave distance gauge which a set may use, the measuring range and the measuring accuracy meet the general industrial application needs. After the design completes, should provide a set to be possible to use in the general industrial production the fluid position supervisory system. Through graduation project's entire process, may synthesize the utilization sensor, the monolithic integrated circuit, the electronic circuit and the programming aspect knowledge, the exercise and enhancement beginning ability, participation scientific effort ability.Keywords：Monolithic machine ；Ultrasonic ；Distance measurement ；The place monitors liquid目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论....................................................... - 1 -1.1课题的提出和意义........................................ - 1 -1.1.1 课题的提出........................................ - 1 -1.1.2 课题意义.......................................... - 1 -1.2 国内外液位监测技术的发展现状........................... - 1 -1.3 国内外超声波测距方面的研究现状......................... - 2 -1.4 本文的主要内容......................................... - 3 -2 超声波液位测量的理论基础..................................... - 4 -2.1 超声波的定义........................................... - 4 -2.2 超声波的物理特性....................................... - 4 -2.2.1 超声波的类型...................................... - 4 -2.2.2 超声波的传播...................................... - 4 -2.3 超声波液位测量原理..................................... - 4 -2.4 超声波测距原理......................................... - 5 -2.4.1 超声波回波检测法.................................. - 5 -2.4.2 发射脉冲波形...................................... - 5 -2.4.3 超声波渡越时间的计量方法分析...................... - 6 -2.5 超声波接收发射装置.................................. - 6 -3 超声波液位监控系统硬件设计................................... - 8 -3.1 系统总体方案设计....................................... - 8 -3.2 超声波测距系统的硬件设计............................... - 8 -3.2.1 超声波频率的选择.................................. - 8 -3.2.2 单双探头的选择.................................... - 9 -3.2.3 超声波发射电路.................................... - 9 -3.2.4 超声波的接收和处理单元........................... - 12 -3.2.5 温度补偿单元..................................... - 15 -3.2.6 显示电路设计..................................... - 18 -3.2.7 键盘电路设计..................................... - 19 -3.2.8 电磁阀控制电路设计............................... - 19 -3.2.9 报警电路设计..................................... - 20 -3.2.10 系统控制单元.................................... - 20 -3.3 电源电路的设计........................................ - 22 -3.3.1 直流稳压电源的组成............................... - 22 -3.3.2 直流稳压电源的分类............................... - 22 -3.3.3 系统供电电源的设计............................... - 23 -3.4 液位监控系统的软件设计................................ - 24 -3.4.1 系统软件总体想................................... - 24 -3.4.2 主程序流程设计................................... - 24 -3.4.3 测温子程序设计................................... - 25 -3.4.4 按键子程序设计................................... - 28 -3.4.5 显示子程序设计................................... - 28 -3.5 抗干扰设计............................................ - 30 -4 超声波测液位的误差分析...................................... - 32 -4.1 环境对测量的影响...................................... - 32 -4.1.1 温度对声速的影响................................. - 32 -4.1.2 湿度对超声波衰减程度的影响....................... - 33 -4.2 仪器电路对测量的影响.................................. - 33 -4.2.1 硬件电路引起的时间误差及修正..................... - 33 -4.2.2 触发时间引起的误差............................... - 34 - 参考文献...................................................... - 36 - 结束语........................................................ - 37 - 致谢......................................................... - 38 - 附图1 ........................................................ - 39 - 附图2 ........................................................ - 40 -1 绪论1.1课题的提出和意义1.1.1 课题的提出在日常生产和生活中常遇到液位的监测问题。
基于MCGS的液位控制系统设计
第1章系统总体方案选择在工业生产过程中，液体贮槽设备如进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等应用十分普遍，为保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡，因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出，要求设计一个液位控制系统。
对分析设计的要求，生产工艺比较简单要求并不高，所以采用单回路控制系统进行设计。
单回路控制系统又称简单控制系统，是指由一个被控系统、一个检测元件及变送器、一个调节器和一个执行器所构成的闭合系统。
单回路控制系统是最简单、最基本、最成熟的一种控制方式。
单回路控制系统根据被控量的系统、液位单回路控制系统等。
1.1 被控参数的选择根据设计要求可知，水箱的液位要求保持在一恒定值。
所以，可以直接选取水箱的液位作为被控参数。
1.2 控制参数的选择影响水箱液位有两个量，一是流入水箱的流量。
二是流出水箱的流量。
调节这两个流量的大小都可以改变液位高低，这样构成液位控制系统就有两种控制方案。
对两种控制方案进行比较，假如系统在停电或者失去控制作用时，第一种通过控制水箱的流入量的方案将出现的情况是：水箱的水将流干；第二种通过控制水箱的流出量的方案则会形成水长流或者水溢出的情况，因此，选择流入量作为控制参数更加合理。
1.3 调节阀的选择在工程中，当系统的控制作用消失时，如果调节阀没有关闭则会造成水的浪费甚至出现事故，因此，需要关闭调节阀。
故选择电动气开式调节阀。
1.4 控制规律的选择一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。
比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。
比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。
基于MCGS的水箱液位监控系统设计
基于MCGS的水箱液位监控系统设计摘要在现代化工业生产中，液位是控制系统的重要被控量，在石油、化工、环保、水处理、冶金等行业尤为重要。
在工业生产过程自动化中，常常需要对某些设备和容器的液位进行测量和控制。
本文的目的是设计单容水箱液位串级控制系统。
针对单容水箱普遍存在的容积延迟问题和传统PID单回路控制难于达到控制要求的特点，提出了基于串级技术和PLC控制器的单容水箱液位控制系统。
采用西门子S7-200系列PLC控制器作为主控制器，选择PID控制作为主控制策略，通过PLC、MCGS 软件组态实现了单容水箱液位的高精度控制和实时显示。
实验结果表明：该控制系统具有静态精度高、自适应能力强、可靠性好、抗扰动性强的特点，大大提高了水箱液位的控制质量。
关键词：单容水箱；串级控制；PLC；PID控制；MCG SWATER LEVEL MONITORING SYSTEMDESIGN BASED ON MCGSABSTRACTIn modern industrial production, the liquid level is one of the most important is accused of quantity control system, in petroleum, chemical industry, environmental protection, water treatment, metallurgical and other industries are particularly important. In industrial production process automation, often need to some equipment and container liquid level measurement and control. The purpose of this paper is to design a single let water tank liquid level cascade control system. For single let water tank volume delay problems of the common and traditional PID the characteristics of the single loop control is difficult to meet the control requirements, was proposed based on cascade technology and single let water tank level control system of PLC controller. The Siemens S7-200 series PLC controller as the main controller, the choice of PID control as the main control strategy, through the PLC, MCGS configuration software to realize the high precision single let water tank liquid level control and real-time display. The experimental results show that the control system has high static precision, strong adaptive ability, the characteristics of good reliability, strong resistance to disturbance, greatly improve the quality of the water level control.Key words: single let water tank; Cascade control; PLC; PID control; The MCGSIn modern industrial production, the liquid level is one of the most important is accused of quantity control system, in petroleum, chemical industry, environmental protection, water treatment, metallurgical and other industries are particularly important. In industrial production process automation, often need to some equipment and container liquid level measurement and control. The purpose of this paper is to design a single let water tank liquid level cascade control system. Forsingle let water tank volume delay problems of the common and traditional PID the characteristics of the single loop control is difficult to meet the control requirements, was proposed based on cascade technology and single let water tank level control system of PLC controller. The Siemens S7-200 series PLC controller as the main controller, the choice of PID control as the main control strategy, through the PLC, MCGS configuration software to realize the high precision single let water tank liquid level control and real-time display. The experimental results show that the control system has high static precision, strong adaptive ability, the characteristics of good reliability, strong resistance to disturbance, greatly improve the quality of the water level control.KEY WORDS: single let water tank; Cascade control; PLC; PID control; The MCGS目录一、绪论 (5)二、系统组态设计 (7)2.1 MCGS组态软件概述 (7)2.2 新建工程 (8)2.3 设备配置 (9)2.4新建画面 (9)2.5 定义数据对象 (13)2.6设备连接 (16)2.7 控制面板的设计 (18)三、PLC设计 (22)3.1 PLC概述 (22)3.2系统设计PLC程 (24)四、课设总结 (29)参考文献 (30)附录 (31)一、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。
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文
基于PLC的液位控制系统毕业设计论文目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)1.4 国内外研究现状 (5)1.5 论文结构 (6)2. PLC控制系统基础 (7)3. 液位控制系统需求分析 (9)3.1 系统概述 (10)3.2 系统功能需求 (11)3.3 系统性能指标 (12)3.4 系统设计约束 (14)4. 液位控制系统硬件设计 (15)4.1 硬件组成及连接方式 (17)4.2 传感器选型及安装方式 (18)4.3 执行器选型及安装方式 (20)4.4 PLC选型及安装方式 (22)4.5 电气接线及调试 (24)5. 液位控制系统软件设计 (24)5.1 软件架构设计 (26)5.2 控制算法设计 (28)5.3 PLC程序编写 (29)5.4 仿真与调试 (31)6. 系统集成与测试 (33)6.1 系统集成方案设计 (34)6.2 系统测试与验证 (36)6.3 结果分析与讨论 (37)7. 结论与展望 (38)7.1 研究成果总结 (39)7.2 进一步研究方向建议 (40)1. 内容概述本毕业设计论文旨在深入研究和探讨基于可编程逻辑控制器（PLC）的液位控制系统设计与实现。
通过系统化的设计流程，结合理论分析与实际应用，全面阐述PLC在液位控制中的关键作用及其优化策略。
随着工业自动化技术的不断发展，液位控制作为工业生产过程中的重要环节，其精确性和稳定性对于保障产品质量和生产效率具有至关重要的作用。
PLC作为一种高效、可靠的工业控制设备，在液位控制领域得到了广泛应用。
本研究将围绕基于PLC的液位控制系统展开深入研究。
PLC具有强大的数据处理能力，能够实时监控液位变化，并根据预设的控制算法输出相应的控制信号。
PLC的可靠性高、抗干扰能力强，能够在恶劣的工业环境下稳定运行。
PLC还具有易于扩展和维护的特点，便于用户根据实际需求进行系统升级和改造。
自动化专业论文 基于西门子PLC的双容水箱液位控制系统设计
基于西门子PLC的双容水箱液位控制系统设计摘要液位控制系统是PLC在工业控制中的重要应用，本文介绍了基于西门子PLC-200的双容水箱液位控制系统，对双容水箱进行了系统建模和控制方案设计，然后通过MATLAB工具对PID控制算法进行了仿振，验证了PID调节器对于液位的控制作用。
并利用现场相关的硬件设施配合组态王6.5.5软件进行上位机监控系统的开发，完成了对现场数据的采集、流程图画面制作、实时曲线显示等功能，以实现对液位的实时监测和控制。
仿真结果表示，该系统可有效解决双容水箱液位控制中存在的容量滞后问题。
最后，对全文所做的工作进行了总结，分析了不足之处，并对液位控制的前景进行了展望。
关键词：西门子PLC；双容水箱；组态王；PID控制AbstractLiquid level control system is an important application of PLC in industrial control, this paper introduces the double let water tank level control system which bases on Siemens PLC-200, it do the work of the system modeling and control designing for double-tank system. Then，PID control algorithm is simulated through MATLAB tool, to verify the effectiveness of the PID controller for level control function. And by using the related hardware facilities together with kingview 6.5.5 software for the development of PC monitoring and controlling system, it completes the function of collecting the flow chart, manufacturing field data, and showing real-time curve, etc, in order to realize the real-time monitoring and control of the liquid level. The results of simulation show that the system can effectively solve the problem of existing V olume lag in the double let water tank level control. In the end，it summarizes the whole work of this paper, analyzs the deficiency, and the prospect of liquid level control is discussed.Keywords:Siemens; double-tank system; kingview; PID control;摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1液位控制研究的背景及其意义 (6)1.2液位控制的研究现状 (8)1.3论文主要工作 (9)第2章系统建模和方案论证 (10)2.1系统建模 (10)2.1.1双容水箱水位的动态特性 (10)2.1.2双容水箱的飞升曲线 (11)2.2双容水箱串级调节系统 (13)2.3系统设计方案 (13)第三章 PID控制算法 (15)3.1PID调节器简介 (15)3.2PID控制原理 (15)3.3MATLAB仿真结果 (16)第四章系统硬件设计 (17)4.1液位控制系统的结构 (17)4.2液位控制系统的选型 (20)第五章基于组态王的双容水箱监控软件开发 (22)5.1组态王软件简介 (22)5.2双容水箱液位控制系统工程的组态设计 (22)结语 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)PLC程序梯形图 (34)主程序 (34)PID初始化 (36)第1章绪论1.1液位控制研究的背景及其意义当今工业生产发展很快，人们希望进一步提高生产过程自动化控制水平和获得更好的工业产品质量。
面向数控机床群的冷却液液位控制系统设计
冷却液是数控机床加工过程 中必需 的消耗 品， 目前冷却液使用有不少难解决 问题， 例如手工往 机床冷却箱加注冷却液经常过量， 导致液体溢出， 而且溢 出的冷却液有毒易挥发 ， 造成室 内环境污 染 ．为克 服上 述 问题 ， 者通 过研 制 数控机 床 群冷 笔
却 液液 位 自控 系统 ，自动控 制 冷却 液 的添加 ，从而
任何环 境液体 、压 力或是温 度下 皆可使 用．
仪器作一类 比， 前面板就像是仪器的操作和显示 面板， 提供各种参数的设置和数据的显示； 框图就 像仪器内部的印刷 电路板， 是仪器的核心部分， 但 对用户而言是透明的； 而图标和连接器可以比作
电路 板 上 的 电子 元 器 件 和集 成 电路 ，保 证 仪 器正 常 的逻 辑和运 算功能 ．
７ ６
宁波大学学报 （ 理工版 ）
２３ 液 位 开 关 的 设 计 ．
液位开关（ 小型浮球开关） 主要 由磁簧开关和 浮子组成． 浮子 内有磁性材料， 浮子随被测液位上 下移动时， 触动磁簧开关而检出液位位置． 其没有 复杂 电路 ，不会 受到 干扰 ，只要 材 质选 用正 确 ， 在
第 ２ 卷第 １ ４ 期
２１年 １ ０１ 月
宁 波 大 学 学 报 （理 工 版 ）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬＯＦＮＩ ＮＧＢＯ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ （ＮＳ ＶＥ Ｉ Ｙ ＥＥ）
、 ４Ｎ０１ ｂｌ ２ Ｊ ｎ． ０ｌ ａ ２ １
面 向数控机 床群 的冷却液液位控制 系统设计
现场计算机分析处理 ， 而控制信号由现场计算机 发送给数据采集卡， ＤＡ 转换和信号调理后控 经 ／ 制 电磁阀向数控机床的水箱 自 动加液．
机床
（） １
塑
数控机床技术中的冷却液使用与维护
数控机床技术中的冷却液使用与维护在数控机床的加工过程中，冷却液的使用与维护是非常重要的。
冷却液的正确使用和有效维护可以保证数控机床的稳定运行，延长设备的使用寿命。
本文将介绍数控机床技术中冷却液的使用方法，并提供一些建议和技巧来维护冷却液的性能。
在数控机床中，冷却液的主要功能是降低切削区域的温度，减少热变形和延长刀具寿命。
在一些高速切削的过程中，冷却液还可以起到润滑作用，减少摩擦和磨损。
因此，适当选择和使用冷却液对于机床的稳定性和加工质量至关重要。
首先，选择适当的冷却液对数控机床的运行非常重要。
一般来说，冷却液应该具备以下几个特点：优异的冷却性能、良好的润滑性能、防锈和抗泡性能以及对机床和刀具无腐蚀性。
为了达到这些要求，建议选择一些优质的合成冷却液或者半合成冷却液。
冷却液的选择应根据加工材料和工艺来确定，应该遵循机床制造商的建议。
其次，使用冷却液时需注意正确的使用方法。
首先，要保证冷却液的浓度适中，过高过低都将对加工产生不利影响。
应根据冷却液的使用说明书和实际加工情况，调整冷却液的浓度。
其次，在使用冷却液过程中，应定期检查冷却液的温度。
过高的温度会导致冷却液的浓度下降，降低冷却性能。
因此，在加工过程中应随时监测温度并及时采取措施降低温度。
最后，在加工结束后，要对冷却液进行清洗和更换，以防止污染积累和对机床产生腐蚀。
冷却液的维护也非常重要。
冷却液使用一段时间后，会被切削油、金属屑和其他杂质污染，影响其性能和寿命。
因此，定期对冷却液进行清洗和更换是必要的。
在清洗过程中，应注意使用专用的清洗剂，按照机床制造商的指导进行操作。
此外，定期检查冷却液的PH值和浓度，根据需要进行调整。
另外，冷却液的水质也需要关注。
如果使用地下水或水垢多的水源，容易导致冷却液中出现水垢，降低其性能。
因此，在使用过程中需要对水质进行定期分析和处理。
保持冷却系统的清洁也是冷却液维护的重要部分。
机床中的冷却系统通常由水槽、水泵、冷却器等组成。
PLC控制技术 任务7 数控机床冷却液喷出控制
2.1 边沿脉冲指令
1
上升沿
0
上升沿：“0”变成“1”瞬间
1
下升沿
0
下降沿：“1”变成“0”瞬间
产品计数与生产线传送带控制
2.1 边沿脉冲指令
上升沿 脉冲指 令
下降沿 脉冲指 令
0→1
1→0
产品计数与生产线传送带控制
2.1 边沿脉冲指令
脉冲上升沿指令：X000由“0”变成“1”时，Y000接通一个扫描周期 脉冲下降沿指令：X001由“1”变成“0”时，Y001接通一个扫描周期
PLC控制技术（三菱FX3U机型）
任务7 数控机床冷却液喷出控制
主讲：吕家将 数控机床冷却液喷出控制
目录
CONTNETS
01 任务描述 02 知识准备 03 任务实施 04 每课一问 05 知识延伸
数控机床冷却液喷出控制
01
PART ONE
任务描述
数控机床冷却液喷出控制
1.1 任务描述
数控机床面板上设置1个冷却液按 键，奇数次按下时，冷却液喷出， 偶数次按下时，冷却液停止喷出。 即第1，3，5……次按下时，冷却 液喷出，第2，4，6……次按下时 ，冷却液停止喷出。
产品计数与生产线传送带控制
2.2 交替输出指令
X000第一次为ON时，Y0得电并保持。X000第二次为ON时，Y0断电并 保持。X000第三次为ON时，Y0又得电并保持，不断循环翻转
输入条件OFF产→品O计数N与时生产，线传输送带出控制软元件状态改变
2.3 编程思路
1. 直接利用交替输出指令ALTP
产品计数与生产线传送带控制
2.3 编程思路
3. 利用计数器实现
(3)计数器控制
➢ 计数器受X000控制 ➢ 第二次按下按钮，计数器状态位为1后，及时复位
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基于数控机床群的冷却液液位控制系统设计探讨
【摘要】通过虚拟仪器技术对控制机床群之中的冷却液液位进行控制，能够有效的解决人工加添过程之中出现的过量而导致环境污染问题，这不仅仅对工作效率产生影响，还会对车间环境造成污染。
本文主要探索基于数控机床群下冷却液液位控制系统的设计方法，设计先从自控系统设计着手，然后分析系统的硬件和软件设计方法，涉及管理硬件设计、电控硬件设计、液位开关设计、软件流程图设计、前面板设计和数据采集卡等，希望能够减少冷却液加添过量，能够对车间管理提供参考。
【关键词】数控；冷却液；机床群；液位控制；设计
1.前言
数控机床之中冷却液是必需消耗品，但是目前冷却液使用的过程之中出现了很多难以解决的问题，例如人工将冷却液加注在机床冷却箱时十分容易出现过量，一过量液体则会溢出，加上冷却液本身具有毒性且十分容易挥发，十分容易出现室内环境污染问题[1]。
为了解决使用过程之中出现的相关问题，本文加强了冷却液液位控制系统的研究，希望本文研究能为改善室内环境，提供车间的工作效率。
2.液位自控系统的原理或者特点
传统的液体控制系统一般应用PLC和组态软件，有一些系统也会应用单片机进行系统的控制，即为实时监测系统。
本系统主要以数控机床群的水箱液位控制作为本次研究主体，以NILadVIEW虚拟仪器作为控制技术，应用NILadVIEW作为软件设计上位机监控界面，将其和VISUAL C++开发软件进行比较，NILadVIEW软件监控界面更加方便和美观，有效的缩短了软件的开发周期。
虚拟仪器技术在近年得到迅速开发，属于新型有发展潜力的仪器种类，能够通过应用程序将计算机和功能模块硬件相结合的全新测控仪器系统。
液位控制主要是通过传感器津贴于非金属容器外壁，会侦测到容器液位高低变化，从而准确的发出报警信号，避免液体外溢或者是机器干烧。
其主要包括有非接触式感应，适合安装在容器的外侧，它与传统的液位传感器不同，无需与液体接触。
电子元件没有无机械行的触点，主要是将其安装在容器外侧，其稳定度和灵感度较高。
3.液位系统的合理搭配
3.1管理硬件设计
数控机床群之中冷却特液位自控系统中的管路硬件结构如下文图1所示，全部机床水箱为冷却液水箱集中供液，每台机床由独立的电磁阀进行控制，能够通断供液。
因为集中供冷却液的水箱安装位置高，因此页面远高过机床水箱液面，不需要增压装置，能够通过液面落差形成水压，有效的实现液体自动集中供水[2]。
图1：管路硬件设计结果图
3.2电控硬件设计
电控硬件系统设计如下文图2所示，机床水箱液面状态通过液位开关传入数据采集卡，A/D转换在数据采集卡之中完成，并将相关的数据传入计算机之中进行分析，控制信息则由现场的计算机将数据发送至采集卡，通过D/A进行转换以及数据调理之后对电磁阀进行控制，将冷却液自动加入水箱之中。
图2：电控硬件设计图
3.3液位开关设计
液位开关主要是由浮子、磁黄开关两部分组成，浮子之中有磁性材料，浮子会因被测液体而出现上下移动，触动磁簧开关检出液体位置，且并无复杂的电路，不会受到其他的因素干扰。
选择正确的材料，这样能够保障在何种环境液体、温度或压力之下均可使用。
如果液体开关触发位置位于机床水箱中的最高点，液位开则系统就会收到相关的信号驱动电磁阀集中向冷却水箱之中加入液体，并能够对应水箱流入，此时水箱位置则会升高，指导液位开关输出信号将其关闭，这样能够保障电磁阀自动闭合，对机床水箱停止供水[3]。
在这个过程之中，冷却供应液水箱中的液体会溢出，而溢出的液体可以通过相应的公式进行计算。
流量W=VP，W为质量流量，单位时间之内流经的通道截面流体质量为KG/S，体积流量为V，其流体体积为m3/s。
流速主要是指在单位时间之内流体流动方向上流过的距离，公式表达为u=V/A，质量流速G为截面面积质量，公式为G=W/A。
4.软件设计
将NILABVIEW作为系统的开发语言，通过虚拟仪器作为平台。
虚拟仪器主要是经编制不同的软件构成的仪器，而非几种仪器。
激励信号主要是由微机而产生的数字信号，通过
D/A进行变换之后而所得的模拟信号，一块DAQ卡能够完成A/D之间的转换，D/A之间的转换，输入输出数字以及记数器等多种功能，将其他相应的信号调理进行配合组成电路组件，这样就能构成虚拟仪器硬件平台。
和传统仪器相比较，虚拟仪器最大的不同在灵活性。
虚拟仪器具有用户定义，使用者能够将计算机平台、软件、硬件以及附备件综合，将其组合成所需的应用设别。
NILABVIEW程序主要是由流程图、前面板以及连结器三个部分组成，若传统仪器和虚拟仪器归纳一类，则前面板则为仪器操作显示面板，能够显示数据和提供参数。
框图则为印刷电路板，它是仪器核心部分，但是这部分对用户是透明的，而连接器和图标则是集成电路、元器件，能够保障仪器的运算和逻辑功能。
4.1流程图
流程图之中含有VI运行的图形化源代码，在流程图之中能够显示前面板对象中带有的连线终端图标，能够对前面板输出和输入功能进行操纵、控制。
冷却液的控制系统主要是与外部显示页面表盘进行连接，如冷却液低于上位，则可由工人转为手工加添冷却液。
将PLC 应用其中能够有效的实现液位自动添加，有效的实现自动控制[4]。
但是当上液位通过冷却液泵自行加添冷却液时，在到达上位的时候则会停止。
4.2前面板设计
前面板是交互式的用户界面，和传统仪面板的功能和外观较为相似，有开关、图形、旋钮、控制以及对象显示功能，用户在使用的过程之中，将数据输入前面板并将传递至框图，而数字、表格以及图形是通过计算和分析所显示。
软件主要是通过模块化展开设计，主要包括有数据采集、工艺流程、参数设置以及数据保存四个模块组成，能够显示竖向液位的变化，根据实时状况而变化，并且能够修改系统运行参数，并且能够设计对运行参数进行设置。
显示液位开关状态，能够对历史数据和保存的数据展开分析。
4.3数据采集卡
本次数据采集卡主要选用中泰生产型号为PCI-8335B的数据采集卡，该卡本身具有很高的性价比。
单端32路A/D，有十二位的分辨率，100KHz的最高采样频率，四路十二位D/A，十二路TTL电平输入，电平输出为十四路TTL。
因为该数据采集卡不是由NI公司生产，因此LABVIEW并不支持数据采集卡，无法直接采用DATA ACQUISITION提供相关的函数，能够经LABVIEW公司生产的CLF节点条用提供的动态链接库，实现模拟量输入。
输入功能程序，函数功能为打开PCI-8335B数据采集卡，函数ZT8335AIINIT则能够初始化该卡的模拟量采集功能，函数ZT8355AI功能经某一通道对模拟量进行采集，这样有效的实现了结构体传递，因此在LABVIEW之中需经用簇完成参数之间的传递。
5.期待与展望
本文基于数控机床群下对冷却液液位控制系统的设计进行探究，从自控系统设计切入，分析系统的硬件和软件设计方法，了解管理硬件设计、电控硬件设计、液位开关设计、软件流程图设计、前面板设计和数据采集卡，本文所用的系统投入的成本相对较少，就能够有效的实现车间生产的最大化。
除此之外，能够对车间的数控机床群冷却液进行网络智能监控，有效的实现车间机床群运行的安全和可靠，并能够通过科学管理以提升机床利用率，有效的将车间的利益发挥至最大化，能够产生明显的经济效益[5]。
现今，该控制系统已经完全调试，并已经其投入运行，系统在运行的过程之中情况较佳，但是后续仍需要进一步进行改良。
人机交互方式等内容需要加强改进，但是系统能够快捷、方便的消息对机床管理人员进行通知，在计算机语音设计报警系统之中进行监控设计，管理人员无需每天盯者显示屏就能够了解相关的消息，加上监控系统之中增加了消息传输功能，即使管理人员在外也能够实时对机床的运行状态进行监控。
但是在未来科技日新月异，科技会引领生产技术的创新以及变革。
在未来之中，数控机床的发展方向十分广阔，而冷却液位控制系统肯定能够越加的完善。
【参考文献】
[1]周永刚,李治财,周真,樊少鹏. 机床磨削过程中热及冷却的研究[J]. 机械工程师,2016,(01):235-236.
[2]何彦,林申龙,王禹林,李育锋,王立祥. 数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法[J/OL]. 机械工程学报,2015,51(11):123-132.
[3]周桂兰,崔宏枫. 数控机床床身导轨防水防护罩结构设计与应用[J]. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2014,30(04):36.
[4]刘辉,黄莹,赵万华,卢秉恒. 多因素耦合条件下数控机床进给系统负载惯量比的综合分析与设计[J]. 机械工程学报,2014,50(09):108-113.
[5]井陆阳,王太勇,陈东祥,张攀. 数控机床多参数在线监测诊断系统的设计与实现[J]. 制造业自动化,2013,35(11):178-180.。