下水箱液位控制系统

摘要

液位控制是常见的工业过程控制之一，它广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水箱、罐、工业化工槽等受压容器的液位测量。随着科技的进步，人们对生产的控制精度要求越来越高，所以提高液位控制系统的性能显得十分重要。

本文介绍了一种基于组态软件WinCC和西门子STEP 7的下水箱液位控制系统的设计过程。控制对象为实验室的水箱液位设备，采用以太网进行通讯，用软件完成了系统硬件配置，实现了任意液位高度的手动/自动调节。在系统远程监控方面，利用WinCC软件进行了远程监控界面的设计，通过对液位数据的采集、处理、输出处理，实现了对液位高度的实时监控、自动/手动的无扰切换、报警显示等功能。

关键词：液位控制；实时监控；以太网；WinCC软件

Abstract

The level control is one of the common industrial process control, it is widely used in cooling towers, boilers, high-rise buildings, water tanks, tanks, industrial chemical tank level measurement of the pressure vessel. With the advances in technology, production control accuracy requirements are high, so to improve the performance of the liquid level control system is very important.

This paper introduces a kind of based on Wincc configuration software and Siemens STEP 7 under the tank liquid level control system of the design process. This design uses the Ethernet communication, the software system hardware configuration, design and debugging of various modules of the ladder to achieve a any level of a high degree of manual / automatic adjustment. Wincc software system RMON RMON interface design, the level of data collection, processing, output processing, the liquid level in the real-time monitoring, automatic / manual bumpless switching, alarm display and other functions.

Keywords: evel control;data collection;Siemens STEP 7;Wincc software

目录

1绪论 (1)

1.1过程控制 (1)

1.2 液位控制系统的组成 (1)

1.3液位控制系统的功能 (2)

1.4本论文的主要内容与方法 (3)

2 系统软件介绍 (4)

2.1PLC的发展及过程控制简介 (4)

2.2STEP7简介 (4)

2.3组态软件WinCC (5)

3 下水箱液位控制系统设计 (6)

3.1单回路过程控制系统概述 (6)

3.2被控对象的选择 (7)

3.3 仪表选择 (7)

3.3.1检测变送仪表的选择 (7)

3.3.2 执行器的选择 (7)

3.3.3 控制器的选择 (8)

4 系统调试 (9)

4.1 系统模型 (9)

4.2 控制规律 (10)

4.3 调试过程 (10)

5 结论分析 (17)

总结 (18)

参考文献 (19)

1绪论

1.1过程控制

液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低，当传感器检测到液位设定值时，阀门关闭，防止物料溢出；当检测液位低于设定值时，阀门打开，使液位上升，从而达到控制液位的目的。在制浆造纸工厂中，常见有两种方式的液位控制：常压容器和压力容器的液位控制，例如浆池和蒸汽闪蒸罐。液位自动控制系统有液位变送器（或差压变送器）、电动执行机构和液位自动控制器构成。根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。结构简单，安装方便，操作简便直观，可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。

控制器、执行机构、测量变送器都属于自动化仪表，他们都是围绕被控对象工作的。因此，对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。只有深入了解被控对象的动态特性，了解他的内在规律，了解被控对象的性能指标，为控制系统的设计提供一个标准。性能指标确定后，设计出合理的控制方案，也离不开对被控对象动态特性的了解。有了正确的控制方案，控制系统中控制器，测量变送器、执行器等仪表的选择，必须以被控对象的特性为依据。在控制系统组成后，合适的控制参数的确定及控制系统的调整，也完全依赖于对被控对象动态特性的理解。过程控制的被控对象设计的范围很广。被控对象不一定是指一个具体的设备，不少情况下被控对象是指一个过程。有些过程可能涉及好几种设备，而在有些设备内部可能包括几个过程。

1.2 液位控制系统的组成

本论文对水箱液位控制系统的设计是一个简单控制系统，所谓简单液位控制系统通常是指由一个被控对象、一个检测变送单元（检测元件及变送器）、一个控制器和一个执行器（控制阀）所组成的单闭环负反馈控制系统，也称为单回路控制系统。

简单控制系统有着共同的特征，它们均有四个基本环节组成，即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。