基于PLC和组态王的液位PID控制系统
基于PLC和组态王的液位PID控制系统讲解
目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)1.《控制系统集成实训》任务书题目:基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统,它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
1.实训模块:1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境(安装好演示程序)、MPI电缆线,组态王软件。
2.控制原理和控制要求:控制原理如图所示,测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入,经程序比较测量值与设定值的偏差,然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号(即输出值),并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率,以控制交流电机的转速,从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯,并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握:1)实际控制方案的设计;2)编程软件的使用方法和梯形图语言的运用;2)程序的设计及实现方法;3)程序的调试和运行操作技术。
基于PLC的水位PID控制系统设计
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,它成功的解决水箱对恒定水位的要求。
在工业和生活供水方面有它独特的应用,具有成本低,精度高,稳定性好,易于操作和管理,劳动强度低等优点。
基于PLC的PID水位控制系统采用西门子S7-200系列中PLC-CPU226为基础,结合模拟量模块E231、液位传感器、输入控制液压阀、输出控制液压阀等,组成一个基于S7-200系列中PCL-CPU226的水箱水位控制系统,对水箱的水位进行监测与控制。
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 THEWATER LEVELABSTRACTProgrammable logic controller is developed rapidly in recent years, the application of a wide range of industrial control devices, is a specially designed for industrial applications of the digital electronic control system. It uses a flexible, convenient and efficient process control can be made available for the form and structure, through digital or analog input and output signal conversion process to complete the control process of various types of production and life.PLC based on water level control system PID of already widely used in the production of people's day-to-day life, its success to solve the constant level 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 output of hydraulic control valves such as hydraulic valvesSoftware: PID control ladder logic control programKEY WORDS: PLC,PID,level water tank,control目录前言 (1)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)1.7PLC的主要应用 (6)第2章系统硬件设计 (7)2.1系统要求 (7)2.2系统设计思路 (8)2.3可编程控制器的选择 (8)2.4 CPU226型PLC的特点 (9)2.5 EM235模拟量模块 (10)2.6液位传感器 (12)2.7流量控制阀 (12)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)第4章软件设计 (24)4.1软件系统概况 (24)4.2水位PID控制的逻辑设计 (24)4.3梯形图编程 (27)4.4联机和运行 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)前言可编程控制器(Programmable logic controller,PLC)是近年来发展迅速,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。
基于PLC和组态王的流量PID控制
基于PLC和组态王的流量PID控制系统基于PLC和组态王的流量PID控制系统[摘要] 随着我国社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到目前人们的正常生活和工作.传统的供水方式普遍存在效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点,难以满足当前经济生活的需要。
本文针对这些问题主要设计了一套由PLC、变频器、等主要设备构成的变频恒流供水及其监控系统。
可以有效地解决传统供水方式中存在的问题,增强了系统的可靠性。
关键词:流量控制 PLC 组态王 PID控制Abstract:With the development of our social economy, the continuous improvement of people’s living standard, the construction of the water supply system is one of the important aspects of water supply of the economy,reliability and stability directly affect the current people’s normal life and work. Traditional way of water supply is widespread, low efficiency,poor reliability and high degree of automation is not weakness,it is difficult to meet the needs of the current economic life. Aiming at these problems mainly devised a composed of PLC,inverter, the main equipment such as variable frequency constant current supply and its monitoring and control system. Can effectively solve the problems existing in the traditional way of water supply, enhanced the reliability of the system.Key words: Flow control PLC King view PID control1.课题要求(1).总体控制要求:可以设计一流量PID控制系统,通过西门子PLC的DA输出,控制变频器频率,可使流量处于一个稳定状态。
基于PLC的单容液位PID控制系统的设计
摘要PLC在工业自动化中应用的十分广泛。
PID控制经过很长时间的发展,已经成为工业中重要的控制手段。
本设计就是基于PLC的PID算法对液位进行控制。
PLC经传感电路进行液位高度的采集,然后经过自动调节方式来确定完PID参数后,通过控制直流泵的工作时间来实现液位的控制。
MCGS(监视与控制通用系统)是用于快速构造上位机监控系统的组态软件系统,系统的监测环节就是通过MCGS来设计的。
这样我们就可以通过组态画面对液位高度和泵的起停情况进行监测,而且可以对PLC进行启动、停止、液位高度设置等控制。
整个系统运行稳定、简单实用,MCGS与PLC通信流畅。
本文根据液位系统过程机理,建立了单容水箱的数学模型。
在设计中用到的PID算法提到得较多,PLC方面的知识较少。
并根据算法的比较选择了增量式PID算法。
建立了PID液位控制模拟界面和算法程序,进行了系统仿真,并通过整定PID参数,同时得出了整定后的仿真曲线和实际曲线。
关键词:PID算法,MCGS,液位控制目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1课程设计内容 (1)1.2课程设计要求分析 (1)1.3 PID控制的原理和特点 (1)1.3.1比例(P)控制及调节过程 (1)1.3.2积分(I)控制及调节过程 (2)1.3.3微分(D)控制及调节过程 (3)1.4单容上水箱自衡过程的建摸................................................错误!未定义书签。
第二章课程设计的方案 (4)2.1 MCGS组态软件概述 (4)2.2系统设计PLC程序 (7)2.3 软件调试 (11)2.3.1 设备之间安装与连接 (12)2.3.2 系统的联机调试 (13)第三章课程设计总结 (19)参考文献 (20)附录...............................................................................错误!未定义书签。
基于PLC及组态王水塔液位控制系统_蒋祥龙
磁 S 4 时 则 S4 为 ON 电
,
,
阀关闭 。
3 .3
检测 元件 选型
水 塔 也 有 两 个 压 力 变送 器 S 1 和 S2 , 当 水 塔 水 位低 于 水检 测 元件 采 用 压 力 变 送 器 , 采 用 工业 中 的 B P 800 型 扩 散
塔 下 限 压 力 变送 器 S2 时 ,
T' #7 k n
I 7 :
本 站 点 水 塔 水 位 i f \\
\
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2
0
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I
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本 站 点 水 录 本 站 点 磁 \\
该系统
由
水
池和 水 塔
两 大部
分组 成。P
LC
的
外部工作
电
源
般 一
为
单相
8
5
- 2 60 、
50 / 60 Hz 交 流
水池有两 个压力 变送器 S3 和 S4 ,
当 水 池 水 位 低 于 压 力 电 源 ,
也 有 采 直 流 用 V 2 4?3 6 电 源 的 。
使 用 单 相 交 流 电 源 的
发出警报 ;
如果 系统 正 常运行 ,
此 时 水 池 下 限 压 力 变 送 器 许 ± 1 5 % 左 右 。
所以 ,
这 次 设 计采 用 的 是 单 相 2 20 V 交流 电
为 S 3
OF F ,
表
示水位高
于下
限
水
位 。
当 页 面 高 于 上 限 水 位源供 电 的 PLC 。
技横
年 2 0 1 5
组态软件与PLC在水箱液位控制系统中的应用
组态软件与PLC在水箱液位控制系统中的应用本文介绍了利用西门子S7-300可编程控制器,编写控制程序,实现液位的PID控制系统。
并利用组态王软件制作人机对话界面,通过PLC与组态王相结合,监控液位PLC控制系统的运行情况。
实践证明,将PLC可编程控制器和组态王软件结合可以非常好地实现液位控制系统的运行与监控,有利于PLC控制系统的设计,具有良好的应用价值。
标签:可编程控制器PLC;液位PID控制;组态王1引言随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已经广泛地应用在几乎所有的工业领域。
现在社会要求制造对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品,为了满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性,PLC是顺应这一要求出现的,它是以微处理器为基础的通用工业控制装置[1]。
2基于PLC的单容水箱液位控制系统设计控制对象为单容水箱,如图1所示,其中FV101、LT分别为电动调节阀、压力变送器。
水流入量Qi由调节器控制,流出量Q0则由用户负载阀来改变。
单容水箱液位定值(随动)控制设计,定性分析P,PI,PD,PID控制器特性。
图1 单容下水箱液位定值控制设计3 PID控制原理在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
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,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术[2]。
其控制原理如图2所示:图2 控制原理图4系统设计4.1 硬件组态首先打开工程论文,选中SIMATIC 300 Station,双击右边的Hardware,从而进入HW CONFIG窗口。
基于组态王液位控制系统设计
组态王课程设计报告——液位控制系统设计一、设计任务:液位监控:完成一个液位监控系统设计,(对象自己定)要求有流程图画面,报警画面,历史曲线,实时曲线,报表画面。
各画面间能实现灵活切换,所以画面都能实现动画效果或数据或曲线显示。
二、实验目的:1.熟悉组态王软件,达到熟练使用组态软件的常用工具。
2.学会完成组态工程的设计步骤。
3.锻炼动手能力和分析问题解决问题的能力。
三、实验步骤:1、系统设计:A.启动浏览器,新建工程。
B.设备定义:把地理上分散的物理硬件在软件上变成集中的逻辑硬件。
C.变量定义:完成所有想到的变量定义,对于没有想到的后面设计过程遇到再定义。
D.画面绘制:完成各种需要画面的绘制。
E.动画连接及按键的程序编写。
1水泵的动画连接及其程序编写2水管的动画连接5历史曲线的按键定义6实时曲线的定义7报警按键定义、6报表按键定义F.配置系统程序编写if(\\本站点\状态==1){if(\\本站点\液位>=80){\\本站点\水泵=0;}if(\\本站点\液位<=20){\\本站点\水泵=1;}if(\\本站点\水泵==1){\\本站点\液位=\\本站点\液位+10;}else{\\本站点\液位=\\本站点\液位-10;} }else{\\本站点\水泵=0;\\本站点\液位=0;}if(\\本站点\$时==0){\\本站点\液位0=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==1){\\本站点\液位1=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==2){\\本站点\液位2=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==3){\\本站点\液位3=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==4){\\本站点\液位4=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==5){\\本站点\液位5=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==6){\\本站点\液位6=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==7){\\本站点\液位7=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==8){\\本站点\液位8=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==9){\\本站点\液位9=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==10){\\本站点\液位10=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==11){\\本站点\液位11=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==12){\\本站点\液位12=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==13){\\本站点\液位13=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==14){\\本站点\液位14=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==15){\\本站点\液位15=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==16){\\本站点\液位16=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==17){\\本站点\液位17=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==18){\\本站点\液位18=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==19){\\本站点\液位19=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==20){\\本站点\液位20=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==21){\\本站点\液位21=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==22){\\本站点\液位22=\\本站点\液位;}if(\\本站点\$时==23){\\本站点\液位23=\\本站点\液位;}G.运行与调试。
基于PLC与组态王的液位控制系统设计与实现
控制对其参数整定,并利用组态王软件构建组态环境进行调试 结果表明,采用 P I E ) 控制算法实现对液位的控制,系统运
行平稳 ,超调量为 1 1 %,调节时 间大概为 3 mi n ,能够基本 满足液位控制要求。
关键字:P L C;液位控制;组态;P I D控 制 中图分类号:T P 2 7 3 文献标识码 :A 文章编号:1 6 7 3 - 2 2 1 9( 2 0 1 3 )0 8 - 0 0 2 4 - 0 4
参数 ,阀门的进水量 Q1 为控制变量 。如果 QI = Q2时,系统处于平衡 状态 ,此时的液位为 给定值 h ,假定某一时刻 ,阀门 1
突然开大
,导致 Q 1 进 水量变大 ,平衡 被打破则会 引起
—
h 液位开始变化 。于是有 :
( 2 - 1 )
d A h ( △ Q l 一 △ Q 2 ) : — A
0 引 言
液位是过程控制系统中非常普遍 的被控对象 ,液位控制涉及工控领域广泛 ,同时液位控制具有非线性及滞后性等特点 ,
常规控制方法往往难以满足控制要求 ,因此液位控制系统 的可业 生产
控制环境下 , P L C的高可靠性及稳定性得到广泛应用 , 组态软件能够完成对现场数据 的采集、实时 曲 线 和历史曲线的 显示 、 在线修改控制参数及报表输 出等功能 而被 广泛应用。本文介绍 的液位控制系统结合 P L C技 术和组态 王软件实现液位控制 , 对控制过程进行实 时整定及在线监控 ,具有控 制灵 活方便 、显示直观及控制效果好等优点 。
调节阀选用气体打开式,如果液位大于给定,则 P L C输出信号减小使阀门开度减小 ,液位降低,反之则升高。系统 自动运
行调节使液位高度维持到工艺要求 范围内【 j J 。
基于组态技术和PLC的液位监控系统
(5)稳压电源模块 同时向配电器 DFP-2100、ND - 6018 模块、ND - 6520 模块、FX2 - 24MR 型 PLC 提供 24 V 直流稳压电源。
(6)液位监控系统 有 2 个模拟量信号需要输入到 计算机:储液罐 1 的液位信号 H 和储液罐 2 的液位
1
信号 H 。计算机有 3 个开关量信号需要输出到储液 2
输入接口 ND-6018
对象
ND-6018:
Vin1
水泵 H L 1
N D - 6 0 1 8 :调节阀 H L 2 Vin2
出水阀 H L 3
输出接口 FX2-24MR F X 2 - 2 4 M R :Y 1
F X 2 - 2 4 M R :Y 2 F X 2 - 2 4 M R :Y 3
3 系统软件设计与组态
系统中。
参考文献 1 李念友等. “组态王”工控软件及其在循环水泵自控系统中的应用.
黑龙江科技学院学报,2003(3) 2 袁秀英等. 组态控制技术. 北京:电子工业出版社,2003. 3 王凌峰等. 工控组态软件中数据处理的设计和实现. 微计算机信息,
2000(2)□ (收稿日期:2005-02-23)
罐的执行机构:水泵动作信号 HL1,调节阀动作信号 HL2,出水阀动作信号 HL3。表 1 是对这些信号做出 的 I/ O 分配定义。
基于PLC的液位控制系统设计
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位控制系统的硬件组成
计算机液位控制系统电路图如图所示。在本控制系统中、用计算机实现控 制算法, PLC控制系统带有A/D模块SM331和D/A模块SM332。电动调节阀作为 执行机构。
控制系统硬件电路连接图
2024年7月16日
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基于PLC的液位控制系统设计
液位变送器 : 采用液位变送器 BP800采用工业用的扩散硅压力变送器, 含不绣钢隔离膜片,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补 偿 。压力传感器用来对上水箱和下水箱的液位进行检测,变送器为二 线制,故工作时需串接24VDC电源 。
电动调节阀 : 采用智能型电动调节阀,用来进行控制回路流量的调节。。 电动调节阀号为: QSVP-16K。具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、 推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作 方便等优点,控制信号为4—20mADC或1—5VDC,输出4—2OmADC的阀位信 号,使用和校正非常方便。
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基于PLC的液位控制系统设计
建立数学模型
被控对象的数学模型 :
将Q1作为被控过程的输入变量,h为其输出变量,则该被控过程的数学模型 就是h与Q1之间的数学表达式。根据动态物料平衡关系有:
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基于PLC的液位控制系统设计
表示为增量形式:
式中: ΔQ1,ΔQ2,Δh分别为偏离某一平衡状态的增量;A为水箱截 面积。
基于PLC的液位控制系统设计
本文设计的主要目的是控制下水箱的液位。使下水箱的 液位在某一比较小的范围变化。
研究对象是双容水箱的串级系统。 液位控制系统的组成:
控制器 电动调节阀 上水箱、下水箱 液位变送器等 电动调节阀用于调节上水箱的进水量大小,液位变送器 用于检测上水箱和下水箱的液位。控制器的输出量用于控制 调节阀的开度。
基于PLC和组态王的液位PID控制系统方案
目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (20)心得体会 (23)参考文献 (24)1.《控制系统集成实训》任务书题目:基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统,它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统部或外部扰动的影响。
1.实训模块:1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境(安装好演示程序)、MPI电缆线,组态王软件。
2.控制原理和控制要求:控制原理如图所示,测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入,经程序比较测量值与设定值的偏差,然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号(即输出值),并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率,以控制交流电机的转速,从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯,并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握:1)实际控制方案的设计;2)编程软件的使用方法和梯形图语言的运用;2)程序的设计及实现方法;3)程序的调试和运行操作技术。
基于PLC 和组态王的水塔水位自动监控系统
基于PLC 和组态王的水塔水位自动监控系统发表时间:2014-12-18T09:15:14.857Z 来源:《价值工程》2014年第7月下旬供稿作者:任晓娜[导读] 完善按钮功能包括监控器件、操作按钮的功能,实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能。
Automatic Monitoring System for Water Level Based on PLC and Configuration Software 任晓娜REN Xiao-na曰王万岗WANG Wan-gang曰李林LI Lin曰阮文韬RUAN Wen-tao(成都纺织高等专科学校电气工程学院,成都611731)(School of Electrical Engineering,Chengdu Textile College,Chengdu 611731,China)摘要院水位的测量和控制在日常生活中有着广泛的应用。
本文采用PLC 实现信号的采集与控制,应用组态王软件对接收到的信号进行数据处理,实现水塔水位显示、报警信息显示、实时曲线、历史曲线显示,使得水泵在水塔水位过低的时候自动工作抽水,水位到达上限值时自动停止抽水。
该系统在提高劳动生产率,降低能耗等方面具有重要的现实意义。
Abstract: Water level measurement and control has been widely used in daily life. This paper uses PLC to realize signal acquisitionand control, application of configuration king software for data processing of received signal, to realize the water tower water level display,alarm information display, real-time curve, historical curve display, so that the pump can work automatically at low water level , when thewater level reaches the upper limit the pump stop pumping automatically. The system is to improve labor productivity, reduce energyconsumption, so it has important practical significance. 关键词院PLC;组态;水位;监控系统Key words: PLC;configuration software;water level;monitor and control system中图分类号院TP273 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)21-0238-020 引言水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式有恒速泵加压供水、气压罐供水、单片机变频调速供水系统等方式,这些供水方式普遍存在浪费水力、电力资源、效率低、自动化程度不高等缺点,而我们国家的供水方式正朝低碳环保、自动可靠的方向发展,因此本文采用PLC 和组态王软件设计实现水塔自动供水及水位实时监控,真正做到了无人操作,具有良好的节能性。
组态王液位控制实例
学习项目5
• 总结:被控对象——水箱。被控参数——水箱水位H。控制目标— —使H保持在1~26m范围。控制变量——水泵的通断。控制算法— —带中间区的位式控制算法。 • 5.1.3 水箱水位监控系统初方案制订 • 水位监控系统方框图如图5.4所示。水位经检测后通过输入接口送计 算机,计算机根据水位高低发出控制命令,控制命令通过输出接口 作用到水泵上,实现水位的闭环控制。
图5.6 ND-6520转换模块(RS-485到RS-232)外观及接线端子定义
2.配电器选型 配电器的作用有3个: (1)为两线制变送器提供24V电源(本系统为DBYG-4000A/STXX2 型扩散硅压力变送器)。 (2)接收变送器输出的4~20mA电流信号,转换为1~5V后送下一个 接收装置(本系统为ND-6018)。
学习项目5
(2)建立“水泵运行” 变量。 ① 在目录内容显示区 中双击“新建”图标, 再次出现“定义变量” 窗口,将变量名设置为 “水泵运行”,变量类 型设置为“内存离散”, 初始值为“关”,如图 5.12所示。 ② 单击“记录和安全 区”选项卡,单击选中 “数据变化记录”单选 按钮,再单击“确定” 按钮,完成“水泵运行” 变量的设置。
学习项目5
(a) (b) 图5.14 水位监控系统主画面
2.画面制作 (1)利用文本工具、字体工具、调色板工具输入文本。 (2)利用按钮工具制作按钮。水位监控系统中要发出系统启动和系统 停止这两个命令,可以通过两个按钮来完成,如图5.16所示。 单击“工具箱”中的“按钮”工具 ,然后将鼠标移动到画面上的合 适位置,拉出一个合适大小的方框,然后右键单击这个按钮,在弹出的 菜单中单击“字符串替换”菜单项,弹出“按钮属性”对话框,在“按 钮文本”编辑框中输入“系统启动”,再单击“确定”按钮,则“系统 启动”按钮制作完成。用同样方法可以制作出“系统停止”按钮。
基于组态王的液位控制系统设计
1《控制系统分析与综合》任务书题目:液位控制系统设计一、工程训练任务本实训综合运用自动化原理、PLC技术以及组态软件等相关课程,通过本实训的锻炼,使学生掌握自动化系统的基础理论、技术与方法,巩固和加深对理论知识的理解。
本课题针对液位控制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,运用PID控制算法对水箱液位进行控制。
二、工程训练目的通过本次工程训练使学生掌握运用组态王软件及PLC构建工业控制系统的能力,增强学生对PLC控制系统以及组态王软件的应用能力,培养学生解决实际问题的能力,为今后从事工程技术工作、科学研究打下坚实的基础。
三、工程训练内容1) 确定PLC的I/O分配表;2) 根据PID控制算法理论,运用PLC程序实现PID控制算法;3) 编写整个液位控制系统实训项目的PLC控制程序;4) 在组态王中定义输入输出设备;5) 在组态王中定义变量;6)设计上位机监控画面;7)进行系统调试。
四、工程训练报告要求报告中提供如下内容:1、目录2、任务书3、正文4、收获、体会5、参考文献五、工程训练进度安排六、工程训练考核办法本工程训练满分为100分,从工程训练平时表现、工程训练报告及工程训练答辩三个方面进行评分,其所占比例分别为20%、40%、40%。
2总体设计方案2.1 关于组态王的概述组态王软件是一种通用的工业监控软件,它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体,将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起,实现最优化管理。
它基于Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系统,用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。
采用组态王软件开发工业监控工程,可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。
它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断,到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。
基于PLC和组态王的液位PID控制系统讲解
报告用纸目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)1页第报告用纸1.《控制系统集成实训》任务书题目:基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统,它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID 控制减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
1.实训模块:1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境(安装好演示程序)、MPI电缆线,组态王软件。
2.控制原理和控制要求:控制原理如图所示,测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入,经程序比较测量值与设定值的偏差,然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号(即输出值),并通过S7-200PLC的AO 通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率,以控制交流电机的转速,从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯,并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握:1)实际控制方案的设计;2)编程软件的使用方法和梯形图语言的运用;2)程序的设计及实现方法;3)程序的调试和运行操作技术。
针对双液位控制并且基于plc组态王的软件来操作。
针对双液位控制并且基于plc组态王的软件来操作。
吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计(论文)第1章绪论1.1 课题来源本课题来源于科研。
随着城市化的发展以及现代科学的快速进步导致现代人们对生活质量的要求越来越大,在工厂工业生产的过程中的油料、冷却水、调速油、油类加工、液态燃料的供应、废弃油量的净化等加工和传输等场合常需要对容器中液位进行有效可靠的监控与及时控制,如果不能按之前设定的让液体循环就不能让整个机组能够正常运行。
所以,我们的课题针对双液位控制并且基于PLC组态王的软件来操作。
1.2 研究目的与意义随着科学的进步,现在技术的飞速发展,计算机科学技术、信息科学技术、自动控制理论的快速发展并向工业建筑行业的渗透与融合,现在的人类面对在享受生活和提高工作环境的要求也在渐渐提高,所以全自动的控制系统的应用就发展开来。
近年来,在工厂里的双容量控制已经成为了时下的热点和重点。
可是在现代的工业自动控制系统设备中具有相对明显延后性并且在控制过程中也是时变得。
在工业生产与传输质量或能量的过程中,存在着各种各样的阻力和容积构成的多容对象。
在现实中含有大量的分散性质,类似被不同的阻隔和容量相分隔一样。
显示生产中的大多是被控不同容量和阻力的的相隔离类似。
实际生产过程中的大多数被控对象就像好多由多数阻隔和容量构成构成的多容对象一样。
生产中的由两类串联的单容的对象的组成的双容对象就非常的明显。
为此,我设计一种基于PLC与组态技术的双容量控制系统,该系统利用欧姆龙PLC与组态软件进行系统设计,不仅能够实现精确的实时监控并且及时控制,而且构造简单,施工成本相对低廉,性价比较高,具有较好的应用前景。
在我们自动化专业的教学任务中最重要的实践性教学环就是毕业设计。
它的教学的任务就是加强学生的知识联系到实际操作中去,提高运用之前所学习的基础理论专业的知识,加大解决现实的问题和提高我们分析实际现象的能力,加强我们独立研究单项设计的能力。
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。
基于PLC和组态王的液位PID控制系统
目录1 《控制系统集成实训》任务书 (2)2 总体设计方案 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 水箱液位控制系统构成 (4)2.3 水箱液位控制系统工作原理 (5)2.4 仪表选型 (6)2.4.1 GK-01电源控制屏 (6)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (7)2.4.3 GK-03单片机控制 (7)2.4.4 GK-07交流变频调速 (8)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (8)2.5 PLC设计流程图 (9)3 外部接线图 (10)4 I/0分配 (10)5 梯形图 (11)6 组态王界面 (15)6.1 主界面 (16)6.2 数据词典 (16)6.3 曲线监控 (17)6.4 水流动画程序 (18)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)1.《控制系统集成实训》任务书题目:基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统,它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
1.实训模块:1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境(安装好演示程序)、MPI电缆线,组态王软件。
2.控制原理和控制要求:控制原理如图所示,测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入,经程序比较测量值与设定值的偏差,然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号(即输出值),并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率,以控制交流电机的转速,从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯,并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握:1)实际控制方案的设计;2)编程软件的使用方法和梯形图语言的运用;2)程序的设计及实现方法;3)程序的调试和运行操作技术。
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目录1 《控制系统集成实训》任务书 (3)2 总体设计方案 (5)2.1系统组成 (5)2.2水箱液位控制系统构成 (5)2.3水箱液位控制系统工作原理 (6)2.4仪表选型 (7)2.4.1 GK-01电源控制屏 (7)2.4.2 GK-02传感器输出与显示 (8)2.4.3 GK-03单片机控制 (8)2.4.4 GK-07交流变频调速 (9)2.4.4 GK-08 PLC可编程控制 (9)2.5 PLC设计流程图 (10)3 外部接线图 (11)4 I/0分配 (12)5 梯形图 (12)6 组态王界面 (16)6.1 主界面 (17)6.2 数据词典 (18)6.3 曲线监控 (18)6.4 水流动画程序 (19)7 调试和运行结果 (19)7.1 比例控制 (19)7.2 比例积分调节 (20)心得体会 (22)参考文献 (23)1.《控制系统集成实训》任务书题目:基于PLC和组态王的液位PID控制系统一、实训任务本课题要求设计液位PID控制系统,它的任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度,并通过PID控制减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
1.实训模块:1、THKGK-1过程控制实验装置GK-02、GK-07、GK-08。
2、计算机及STEP7运行环境(安装好演示程序)、MPI电缆线,组态王软件。
2.控制原理和控制要求:控制原理如图所示,测量值信号由S7-200PLC的AI通道进入,经程序比较测量值与设定值的偏差,然后通过对偏差的P或PI或PID调节得到控制信号(即输出值),并通过S7-200PLC 的AO通道输出。
用此控制信号控制变频器的频率,以控制交流电机的转速,从而达到控制水位的目的。
S7-200PLC和上位机进行通讯,并利用上位机组态王软件实现给定值和PID参数的设置、手动/自动无扰动切换、实时过程曲线的绘制等功能。
二、实训目的通过本次实训使学生掌握:1)实际控制方案的设计;2)编程软件的使用方法和梯形图语言的运用;2)程序的设计及实现方法;3)程序的调试和运行操作技术。
从而提高学生应用PLC 进行控制系统设计和调试能力,组态王设计监控界面的能力。
三、实训要求1、系统方案设计2、硬件选型和接线3、PLC控制程序设计。
4、组态王监控程序设计。
5、总体调试与运行。
四、实训内容1、熟悉本课题相关的各个子实验;2、基于PLC和组态王液位PID控制系统;3、硬件接线图、程序清单。
五、实训报告要求报告应采用统一的报告纸书写,应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献。
报告中提供如下内容:1、目录2、正文(1)实训任务书;(2)总体设计方案;(3)硬件外部接线图,PLC中的I/O分配表,程序中使用的元件及功能表;(4)梯形图或指令表清单,注释说明;(5)组态王界面程序;(6)调试、运行及其结果;3、收获、体会4、参考文献六、实训进度安排4 调试及准备实训报告5 答辩本课题共需两周时间七、实训考核办法本实训满分为100分,从平时表现、实训报告及实训答辩三个方面进行评分,其所占比例分别为20%、40%、40%。
2.总体设计方案2.1系统组成单容水箱液位控制系统组成结构如图2.1所示,控制器采用S7-200PLC,被控对象为单容水箱,水箱的液位经液位传感器测量变送至PLC,PLC对数据进行处理,根据控制要求进行运算,结果经模拟量输出给执行器,执行器为电动调节阀。
上位机通过计算机PC/PPI电缆和下位机PLC串口通信,上位机安装有STEP7-MicroWin 编程软件和组态王监控软件,可以进行控制算法编程,并为过程控制实验提供良好的人机界面,可以在实验时进行参数的设定修改以及响应曲线的在线显示,进行整个试验系统的监控。
图2.1单容水箱液位控制系统组成结构2.2水箱液位控制系统构成单容水箱液位控制系统有四个基本组成部分,即控制器、执行器、被控过程和测量变送等,单容水箱液位控制系统示意图如图2.1所示。
图2.2单容水箱液位控制系统示意图2.3水箱液位控制系统工作原理在虚拟的水箱控制系统中当水箱液位实际值PV小于给定值SV时,通过组态王界面调大电动调节阀开度,使水箱液位上升;当水箱液位实际值PV大于给定值SV时,此时调小阀门开度,使水箱液位回到给定值上。
数据采集原理框图如图2.3,数据采集是一个典型的简单负反馈控制回路,通过传感器将实际的物理量(即水箱液位)转换为电压信号传给PLC的AD功能模块,转换后可送入PC中,与给定值进行比较得出偏差值,从而改变进水流量,以实现对水箱液位的控制。
单容水箱液位控制系统方框图如2.3所示:图2.3单容水箱液位控制系统方框图2.4仪表选型2.4.1 GK-01电源控制屏GK-01电源控制屏如图1-1所示,它由一个交流电源控制区与三个执行部件接线区所组成:1、交流电源控制区:由总电源钥匙开关、空气开关、带灯启动和停止按钮、漏电保护器、电加热器控制开关、照明开关、电压表、告警指示灯与复位按钮等组成。
图1-1、GK-01控制屏面板图具体操作方法如下:1)、将电源插座接220V市电电源,要注意“左零右火”的接线方式并且要有可靠的接地保护。
如果一插上电源就有嘶嘶的声音,这时要检查电源的接线方式是否正确,是否可靠接地。
2)、插上三芯插头,此时控制屏左、右两侧的三芯电源插座均带电。
3)、先打开空气开关,再打开总电源钥匙开关,此时“停止”按钮红灯亮,表示系统总电源接通。
4)、按下“启动”按钮,此时“启动”按钮绿灯亮,表示系统电源接通。
5)、拨动照明钮子开关到“上”侧,此时接通日光灯电源,日光灯亮。
注意:本实验装置配电压型和电流型漏电保护系统。
当屏上漏电时保护系动作,告警灯亮并自动切断系统电源,等到解除报警时才能起动。
2、三相异步电动机电源接线区:它与GK-07交流变频控制挂件配合使用。
在此接线区一共有U1、V1、W1, U2、V2、W2六个强电接线柱,它们与三相异步电动机引线相对应,已在内部连好。
2.4.2 GK-02传感器输出与显示1、此挂件主要是对各个传感器变换信号的显示,包括上水箱的液位和压力;下水箱的液位以及交流支路管道的流量。
2、如右图2-1所示,图中左边为各个传感器变换输出端,右边显示各个被控参量的实时测量值。
当打开电源时,各个表头就会显示相应被控参量的当前测量值。
在水箱没有水的情况下有可能显示不为零,这是由于传感器的零点漂移引起的,通过调节压力变送器的零点电位器来纠正误差,具体方法后述。
3、左边输出端是各个传感器通过检测、变换后输出的电压值,也就是反馈值。
它的输出与各个被控参量显示之间有一定的比例关系,对应比例如下:液位传感器:输出0~5V电压对应0~20Cm的高度→1V电压对应5Cm的高度。
2.4.3 GK-03单片机控制(一)、单片机控制挂件如图3-1所示,它可以同时采集五路信号,一路输出用来控制执行器,以实现自动控制。
单片机控制挂件的主要组成部分有:1、五路模拟量输入:分别为LT1、PT、LT2、FT、TT,其接线端正好与右侧GK-02屏上传感器输出端相对应,模拟量输入为0~5V标准电压信号。
2、一路模拟量输出:此输出为单片机的控制输出端,输出为0~5V标准信号。
3、通讯接口方式:通过RS232串行通讯口与计算机通讯,以实现计算机监控。
4、键盘操作:共有六个功能键,分别为回路、向上、向下、整定、移位、确认。
通过对这几个功能键的操作可以对单片机的各个参数进行整定。
5、两个显示框:功能显示框(显示所选参数),数值显示(显示对应参数值)。
2.4.4 GK-07交流变频调速如图7-1所示,交流变频控制挂箱面板图。
变频器为三菱FR-S520S-0.4K型。
具体使用说明、参数设置及操作,详见产品使用手册。
Array(一)、挂箱面板接线端子功能说明为了使变频器各接线端子不因每次做实验经常的装拆线而损坏或丢失,应将常用端子引到挂箱面板上,以方便实验连线,它们分别是:1、A、B、C:变频器的三个输出端,(连接GK-01中的三相鼠笼电机三相定子绕阻的接线端U、V、W)。
2、2和5:外部电压控制信号(0~5V)输入端,2接信号正极,5接信号地端。
3、STF、STR:电机正转与反转控制端,当STF与SD相连时电机为正转,当STR与SD相连时电机为反转。
4、其它:PC:外部晶体管公共端、DC24V电源接点输入端。
SE:集电极开路公共。
RUN:集电极开路。
10:频率设定用电源。
4:频率设定电流信号。
图7-1、GK-07挂箱面板图6)、RH、RM、RL:RH、RM、RL 分别与SD连接实现多段速度选择。
7)a、b、c:报警输出。
8)AM:模拟信号输出。
9)、RST:复位。
10)、SD:输入/输出公共端。
*本实验装置各端子的引出是为了满足用户其它自拟实验接线的需要。
2.4.4 GK-08 PLC可编程控制(一)、PLC结构概述PLC可编程控制挂箱面板,如图8-1所示,采用西门子S7-200 PLC系列产品。
1、PLC可编程控制面板上引出二路模拟量输入端(AI1、AI2),一路模拟量输出端(AO),十路开关量输入端(DI1—DI10),四路开关量输出端(DO1—DO4)。
2、CPU为224,它集成14输入/10输出,总共有24个数字量I/O点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30KHz高速计数器,2路独立的20KHz高速脉冲输出。
此外,还有1个RS485通讯/编程口,它具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
3、EM 235 模拟量扩展模块,具有4路模拟量输入,2路模拟量输出(实际的物理点数为:4输入,1输出)。
4、PLC的编程环境软件为:STEP 7-Micro/WIN32 V3.0 ,STEP 7-Micro/WIN32 V3.0可以对S7-200的所有功能进行编程。
CPU通过PC/PPI 电缆或通过插在PG/PC上的CP 5511或CP 5611网卡与PC/PPI电缆可以在Windows 95或Window 98下实现多主站模式。
5、上位机的监控软件为:PROTOOL—CS、MCGS工控组态软件以及人机控制(触摸屏控制),这三种软件都分别可以和PLC实现通讯,可以和PLC进行数据交换。
基于本实验装置所提供的软件和硬件都是比较丰富的,学生可以根椐自已的爱好去选择不同的软件进行组态、编程以及运行调试,因而有益于学生动手能力的提高。
图8-1、GK-08挂箱面板图2.5 PLC设计流程图系统控制功能由S7-200PLC实现,控制程序利用STEP7-MicroWin32软件编写调试,程序流程如图3.3所示。
初始化程序对设定值、PID控制参数、定时中断时间等进行初始化设定,并启动周期定时中断,中断(采样)时间到,则进入中断程序,进行采样滤波、量程转换,实现要求的控制算法。