双闭环管道流量比值控制系统设计报告

双闭环管道流量比值控制系统设计报告

PLC控制技术实训评分表

课程名称： PLC控制技术实训

设计题目：单容液位变频器PID单回路控制,比值控制系统班级：学号：姓名：

指导老师：

年月日

双闭环管道流量比值控制系统设计报告常熟理工学院

电气及自动化工程学院

《PLC控制技术实训》报告

题目：单容液位变频器PID单回路控制

比值控制系统设计

姓名：李良、何龙太

莫勇、高虎

学号： 160112109、160112106

160112113、160112104

班级：自动化121

指导教师：刘叔军

起止日期： 2015.6.29~7.12

摘要

本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID 对水箱液位的控制。

针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。

关键词：PLC PID控制液位控制比值控制组态王流量

目录

1、引言................................ 错误!未定义书签。

1.1主要内容 ............................ 错误!未定义书签。

1.2任务要求 ............................ 错误!未定义书签。

2、设计方案............................ 错误!未定义书签。

2.1设计原理 ............................ 错误!未定义书签。

2.2设计方案论证......................... 错误!未定义书签。

2.3系统原理图........................... 错误!未定义书签。

2.4系统结构图........................... 错误!未定义书签。

2.5系统工艺流程图 (4)

3、硬件设计 (4)

3.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计） (3)

3.2 电动调节阀 (5)

3.3 变频器面板 (6)

3.4百特自整定PID调节器 (6)

3.5 EM235拓展模块 (7)

3.6 硬件接线图 (8)

3.7 I/O口分配表 (10)

4、软件设计............................ 错误!未定义书签。

4.1 程序流程图.......................... 错误!未定义书签。

4.2程序分析 ............................ 错误!未定义书签。

5、系统建模及MATALAB仿真调试 .......... 错误!未定义书签。

5.1副流量回路建模及仿真................. 错误!未定义书签。

5.2主流量回路建模和仿真................. 错误!未定义书签。

6、遇到的困难及心得体会 (17)

6.1遇到的困难 (17)

6.1心得体会 (18)

7、参考文献 (19)

单容液位单回路控制、比值控制系统设计

1、引言

1.1主要内容

本课程设计是针对学习完PLC课程后的一个应用性实践环节。通过本课程设计的训练，对PLC在工程中的实际应用有完整地了解，同时培养综合应用基础课、专业课所学知识及工程实际知识的能力。通过对PLC软件设计及过程控制系统的分析及设计，获得面向工业生产过程系统分析及设计的实践知识，初步掌握过程控制系统开发和应用的技能。

基于单容液位单回路控制、比值控制系统设计，结合实验室已有设备，通过组态王软件实现上位机对下位机的控制。按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用双闭环控制结构和PID控制规律，通过流量传感器将检测到的流量及设定比值送入计算机，计算机运用PID算法得到相应的控制信号，并将其输出给执行器，然后执行器输出不同的电流信号控制变频器工作，以达到调节流量的控制目的。

流量比值控制系统在实际生产中应用十分广泛，它能使系统稳定，精确地输出，更能实现自动化控制，是过程控制系统的一个典型。本设计针对生产中两种液体的流量的控制，对其设计了单闭环流量比值控制系统，将通道2流量作为主流量，通道1流量为副流量进行设计，设计中用到了多个硬件设备，并基于计算机实现过程的自动控制。

1.2任务要求

本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID 对水箱液位的控制。

针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。

（1）了解流量比值控制系统的物理结构，闭环调节系统的数学结果和PID控制算法。

（2）明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理，连接方法，信号种类，引入PLC的接线以及PLC中的编址。

（3）明确从PLC到各执行机构的输出通道，包括各执行机构的种类和工作原理，PLC输出信号的种类和地址。

（4）绘制出比值流量控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。

（5）编制PLC的程序结合过程控制实验室的现有设备进行调试，要求达到PID