基于S7-300 PLC的Simulink在线上下水箱液位串级控制——Simulink在线控制程序设计

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079611班学生学号

指导教师殷华文职称副教授

一、毕业设计（论文）题目：基于S7-300 PLC的Simulink在线上下水箱液位串级控制——Simulink 在线控制程序设计

二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2010.12.06—2011.04.29

三、毕业设计（论文）进行地点：4521

四、任务书的内容：

选题的目的、意义：

用西门子S7-300 PLC实现对液位信号的检测和调节阀控制信号的输出，在上位计算机上实现WinCC监控，MATLAB软件通过OPC 技术实现对控制系统的参数传递，在Simulink中进行在线控制,对模拟工业对象的上下水箱液位进行串级控制，而后将Simulink中实现的算法在PLC中实现最终的控制。

通过本题目的设计，提高学生对自动化工程的设计与调试能力，使学生有能力进入自动化行业发展。

主要内容及技术要求：

利用自制的过程控制实验装置作为控制对象，由恒压供水环节为水箱供水，对上下水箱组成的串级对象进行控制，上水箱为副对象，下水箱为主对象。对上下水箱容积相同、容积不同的情况进行研究，总结出串级控制的控制规律。

以WinCC作为OPC Server,以MATLAB/Simulink作为OPC Client，设置它们之间的OPC 通讯。通过OPC技术实现控制参数传递。

（1）在MATLAB/Simulink中设计在线控制算法。

（2）下水箱液位设定在100—400mm可调，稳态误差≤±5%。

（3）绘制控制系统图纸不少于4张。

（4）毕业论文字数8000-10000字。

原始数据与资料：

西门子PLC：S7—300，工作电源 220V AC。

磁力泵：型号 20CQ－12，扬程 12m，进口 20mm，出口 12mm，电源电压 380V。

电动调节阀：型号QSTP－16K，公称通径 DN20mm, 公称压力 1.6Mpa, 工作电源 220V AC，输入信号 4－20mA DC。

液位传感器：0-6Kpa，输出4－20mA DC。

进度安排：

第一周——四周：熟悉控制系统软硬件，确定设计方案。

第五周——十周：串级系统研究，OPC通讯设置。

第十一周——十四周：MATLAB/Simulink中在线控制算法设计。

第十五周——十六周：撰写毕业论文。

主要参考资料：

[1] <<工业组态软件实用技术>> 龚运运方立友编著孙长庚审清华大学出版社

[2] <<过程控制工程设计>> 孙洪程翁唯勤编化学工业出版社

[3] <<过程控制工程>> 孙洪程李大字翁唯勤编高等教育出版社

[4] <<过程控制工程>> 金以慧主编方崇智审校清华大学出版社

[5] <<工业过程控制工程>> 王树清等编著化学工业出版社

英文资料翻译及其它要求：

研究室主任签名：

年月日

系分管领导签名：

年月日

学生签名：

年月日