组态王串级水箱仿真傻瓜教程
基于组态王6.5的串级PID液位控制系统设计(双容水箱)
本科毕业论文(设计)题目:基于组态王6.5的串级PID液位控制系统设计学院:自动化工程学院专业:自动化姓名: ### 指导教师: ###2011年 6 月 5 日Cascade level PID control system based on Kingview 6.5摘要开发经济实用的教学实验装置、开拓理论联系实际的实验容,对提高课程教学实验水平,具有重要的实际意义。
就高校学生的实验课程来讲,由于双容水箱液位控制系统本身具有的复杂性和对实时性的高要求,使得在该系统上实现基于不同控制策略的实验容,需要全面掌握自动控制理论及相关知识。
本文通过对当前国外液位控制系统现状的研究,选取了PID控制、串级PID控制等策略对实验系统进行实时控制;通过对实验系统结构的研究,建立了单容水箱和双容水箱实验系统的数学模型,并对系统的参数进行了辨识;利用工业控制软件组态王6.5,并可通用于ADAM模块及板卡等的实现方案,通过多种控制模块在该实验装置上实验实现,验证了实验系统具有良好的扩展性和开放性。
关键词:双容水箱液位控制系统串级PID控制算法组态王6.5 智能调节仪AbstractIt is significant to develop applied experiment device and experiment content which combines theory and practice to improve experimental level of teaching. Based on the current situation of domestic and international level control system, selected the PID control, cascade PID control strategies such asreal-time control of experiment system.Through the study of the structure of experimental system, a single let water tank and double let water tank experiment system mathematical model was founded, and the parameters of the system is identified.Industrial control software configuration king 6.5 is used in experiment, ADAM module and boards, etc can also be suitable for this experiment, through a variety of control module on the device in the experiment verified experimental realization, experimental system has good expansibility and openness.Key Word Double let water tank liquid level control system Cascade PID control algorithm Configuration king 6.5 Intelligent adjusting instrument目录前言 (1)第一章串级液位控制系统介绍 (2)1.1 国外研究现状 (2)1.1.1液位控制系统的发展现状 (2)1.1.2液位控制系统算法的研究现状 (2)1.2 PID控制算法的介绍 (3)1.2.1 PID控制算法的历史 (3)1.2.2 PID控制各环节作用 (4)1.3 串级控制系统介绍 (4)1.4 本文的主要工作 (4)第二章水箱液位控制系统的建模 (6)2.1 水箱液位控制系统的构成 (6)2.2 水箱的建模过程 (7)2.2.1 单容水箱的建模过程 (7)2.2.2 二阶双容水箱的对象特性 (8)2.3水箱液位控制参数辨识方法 (11)2.3.1 单容上水箱的参数辨识 (11)2.3.2 二阶双容水箱的下水箱对象参数辨识 (12)2.4 水箱液位PID参数整定方法 (14)2.4.1上水箱液位的PID整定 (14)2.4.2 主回路和副回路的PID参数整定 (15)第三章组态王6.5简介与操作界面的设计 (17)3.1 组态王6.5简介 (17)3.2基于组态王6.5的液位控制系统上位机部分设计 (18)3.2.1 建立新工程 (18)3.2.2定义外部设备 (19)3.2.3动画设计 (21)3.2.3 组态王6.5的控件中选择历史曲线绘制 (23)第四章设计实验 (24)4.1 设备的连接和检查 (24)4.2 系统连线 (24)4.3 实验步骤 (25)第五章总结与展望 (30)辞 (31)参考文献 (32)前言随着现代科学技术的迅猛发展,工业生产的规模越来越大,结构也越来越复杂,从而使控制对象、控制器以及控制任务和目的日益复杂,而对系统的精度、响应速度和稳定性的要求却越来越高。
水箱液位串级控制系统
水箱液位串级控制系统一、实验目的1.通过实验了解水箱液位串级控制系统组成原理。
2.掌握水箱液位串级控制系统调节器参数的整定与投运方法。
3.了解阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响。
4.掌握液位串级控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实验设备三、实验原理本实验为水箱液位的串级控制系统,它是由主控、副控两个回路组成。
主控回路中的调节器称主调节器,控制对象为下水箱,下水箱的液位为系统的主控制量。
副控回路中的调节器称副调节器,控制对象为中水箱,又称副对象,中水箱的液位为系统的副控制量。
主调节器的输出作为副调节器的给定,因而副控回路是一个随动控制系统。
副调节器的的输出直接驱动电动调节阀,从而达到控制下水箱液位的目的。
为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的主调节器应为PI或PID控制。
由于副控回路的输出要求能快速、准确地复现主调节器输出信号的变化规律,对副参数的动态性能和余差无特殊的要求,因而副调节器可采用P调节器。
本实验系统结构图和方框图如图2所示。
图2 水箱液位串级控制系统(a)结构图 (b)方框图四、实验内容与步骤本实验选择中水箱和下水箱串联作为被控对象(也可选择上水箱和中水箱)。
实验之前先将储水箱中贮足水量,然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7全开,将中水箱出水阀门F1-10、下水箱出水阀门F1-11开至适当开度(要求阀F1-10稍大于阀F1-11),其余阀门均关闭。
具体实验内容与步骤按五种方案分别叙述,这五种方案的实验与用户所购的硬件设备有关,可根据实验需要选做或全做。
(一)、智能仪表控制1.将两个SA-12挂件挂到屏上,并将挂件的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上,将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2,并按照下面的控制屏接线图连接实验系统。
将“LT2中水箱液位”钮子开关拨到“OFF”的位置,将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。
组态王-储水箱控制
1 引言组态王开发监控系统软件,是新型的工业自动控制系统,它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层,对上连接管理层,它不但实现对现场的实时监测与控制,且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题:画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析,采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面,有利于试验者实时现场监控。
通过对监控系统要求及实现功能的分析,采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面,有利于试验者实时现场监控。
而且,它能充分利用Windows的图形编辑功能,方便地构成监控画面,并以动画方式显示控制设备的状态,具有报警窗口、实时趋势曲线等,可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
能够实现不同的工厂智能化控制,是现在和未来各种工厂发展的必经之路。
所以作为自动化技术人员必须要对组态王软件有深刻的了解,更要熟练的掌握软件这样才不会被时代抛弃。
2 系统需求分析在实际生产应用中,常常需要从原油罐储存到成品油罐体,然后对罐体中的液位进行自动控制,来分别针对不同的需要。
生产现场常常需要先对罐体储油,当储到一定值时,再自动地向其它罐体储油,用户使用时只需要打开相应的阀门即可。
3 系统方案论证在本系统中当储液罐液位大于20 m时,可以自动打开阀门4对对用户用水储水箱进行供水。
而当储液罐液位大于60 m时,对生产现场储水箱进行供水。
以此来实现对储液罐液位的自动控制。
在组态王运行画面中设计了监控中心、报表、报警窗口、实时曲线、历史曲线和登录界面等画面,并对相关变量进行了定义。
通过编制程序可以发现对流速控制效果良好,报警信息可以实时显示,并可实现报表以及曲线的查看及保存,操作人员可以很方便的查看。
过程控制系统虚拟实验组态王使用说明
综合实验软件运行中说明首先装组态王6.53 然后装 KINGACT。
XP系统可以装KingACT1.5版本。
window7需要装KingACT1.52版本。
已经上传KingACT1.52版本。
window10没测试
试验运行:已第一个实验为例。
工程已经调试好,所以直接跳到实验指导书第一个实验步骤3.启动KingACT运行系统,装入“单回路水箱液位控制(干扰)”工程文件。
window 开始菜单中点开KingACT1.52 里面有运行系统,点击忽略安装加密狗提示。
出现
点击载入工程,选择Obj文件夹,
确定。
然后点击
中运行按钮。
下一步4.启动KingACT OPC服务器,装入“单回路水箱液位控制(干扰).plc”文件,并置于运行状态。
具体步骤:window开始菜单中点开KingACT1.52 ,点击
KingACT OPC server 出现
点击文件,打开
选择单回路水箱液位控制(干扰)。
然后点击如图中运行符号!
并置于运行状态。
下面是指导书第五步5.在组态王工程管理器中,将“单回路水箱液位控制(干扰)”切换至运行状态。
点击组态王6.53 添加工程
添加后在
把单回路水箱液位工程设为当前工程。
开始菜单组态王文件夹选择运行系统开始运行当前工程。
然后按指导书6,7,8,9,10,11 做实验。
水箱水位串级控制系统建模与仿真
水箱水位串级控制系统建模与仿真水箱水位串级控制系统建模与仿真摘要:本设计充分利用自动化仪表技术,计算机技术和自动控制技术,来对水箱水位的串级控制系统进行建模与仿真。
首先对被控对象的模型进行分析,并采用实验建模法求取模型的传递函数。
其次,根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统,在MATLAB中对其进行性能进行分析。
然后设计PID控制算法,完成控制系统实验和结果分析。
关键词:实验建模;串级控制系统; PID控制;MATLAB仿真The Modeling and Simulation of Tank level Cascade Control SystemAbstract: In order to make the modeling and simulation of water tank level cascadecontrol system, this design takes advantage of automated instrumentation technology, computer technology and automatic control technology. First, make analysis for the controlled object model and strike the transfer function by using the e_perimental modeling method. Secondly, according to the controlled object model and the characteristics of the controlled process, design cascade control system in MATLAB to analyze its performance. Then design the PID control algorithm, complete control system e_periments and analysis of results.Keywords:E_perimental modeling; Cascade control system; PID control; MATLABsimulation11. 设计目的和意义随着现代工业生产过程的发展,对产品的产量、质量,对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求,这使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻,从而对控制系统的精度和功能要求更高,因此,复杂过程控制系统应用越来越广泛,另一方面,自动控制理论的发展,一些新型的先进的控制方法在工业生产过程控制中得到了逐步应用,但是这些先进控制方法需要比较复杂的运算,往往需要借助计算机数字控制来实现。
组态王仿真plc使用方法
使用组态王仿真PLC需要以下步骤:
打开组态王软件,创建一个新工程。
在工程浏览器中,选择“设备”选项,双击右侧的“新建”按钮,启动“设备配置向导”。
在设备配置向导中,选择PLC设备类型并配置相关参数,例如设备名称、设备地址等。
配置完成后,点击“下一步”按钮,选择要连接的PLC系列和型号,并配置通讯参数,例如波特率、数据位、停止位等。
点击“下一步”按钮,选择通讯驱动程序并配置相关参数,例如端口号、校验位等。
点击“完成”按钮,完成设备配置向导。
在工程浏览器中,双击“变量”选项,创建与PLC输入输出变量相关的变量。
创建画面并绘制所需图形和控件,设置动画连接和变量属性。
在PLC程序中编写梯形图或其他编程语言,实现所需的控制逻辑。
运行工程并测试与PLC的通信和数据交互功能。
需要注意的是,使用组态王仿真PLC需要具备一定的编程和调试能力,以及对PLC通信协议和数据格式的理解。
同时,在使用之前需要先安装组态王软件和相应的PLC通讯驱动程序。
组态王-水箱水位控制
- --目录水箱水位控制0第一章绪论0第二章系统需求分析1第三章系统控制方案1第四章系统监控界面设计1第五章数据字典设计2第六章应用程序命令语言2反响中心监控车间的设计4第一章系统监控界面设计4第二章应用程序命令语言4心得体会5水箱水位控制第一章绪论在日常生活中,我们最常见的就是对储水罐液位的控制,系统是根据用户使用水的情况自动向储水罐中注水,确保储水罐也为保持在一定围。
在这里我们运用组态王对单容水箱液位控制系统进展自动控制。
在双容水箱中,我们需要实时检测和调节水箱水位,为为了最大程度上减轻了人们工作负担,需要设计一个组态王液位控制系统对水箱的水位进展实时检测。
双位水箱串级控制系统是被测对象由两个不同容积的水箱串联组成,故称其为双容水箱,控制原理是通过水泵将储水箱中的水送上水箱,通过阀门对其控制,使其可以合理的进展储水,当然,如果进水量大于出水量,则自动通过溢水口排入储水箱。
第二章系统需求分析为了保证系统所需用水的供给,供水系统必须能够及时的对各种用水对象进展供水。
这就要求水塔和储水箱的水位不能低于一定的下限以免断水对人们的正常生活所带来的影响,同时水塔和储水箱的水位又不能高于一定的上限,从而使得水资源可以合理的分配利用。
如果使用组态王来实现软硬结合的控制,将会给系统的各性能带来良好的提升。
第三章系统控制方案整个供水系统可以抽象为主水箱和储水箱两个容器的液位控制。
主水箱的水来自地下,储水箱的液位由水泵和储水箱的出水阀门综合决定。
各种工业用水和生活用水可以用其对应的储水箱的出水管道代替。
这样系统就组态好了。
单容水箱液位控制系统主要有以下几个根本环节组成:被控对象〔水箱〕、液位测量变送器、控制器〔计算机〕、执行机构〔电动调节阀〕、水泵、储水箱。
本文的设计原理:当主水箱进水阀翻开时,水箱液位以较小的速度增长,增到90,水位到达高水位线,发出警报,水箱液位到达98时,主水箱进水阀自动关闭;此时,储水箱水泵翻开,开场抽水,输送到储水箱中;当储水箱液位到达高水位时〔90〕报警,到达液位98时关闭水泵;储水箱出水阀翻开;当储水箱出水阀翻开,并且储水箱液位低于20时,报警,并关闭储水箱出水阀,同时翻开水泵;当主水箱液位低于20时,关闭水泵,同时翻开主水箱进水阀。
DCS串级水箱控制方法(含组态、编程、控制方法)
《自动化装置II》DCS 实验报告学院:信息科学与技术学院小组成员:赵霆锋、xxx、xxx、xxx班级:自实1701学号(按名字顺序):2017xxxxxx、2017xxxxxx、2017xxxxxx、2017xxxxxx目录1 基于ECS-700的二阶双容水箱液位串级实验 (1)1.1 实验目的 (1)1.2 实验内容 (1)1.3 实验原理 (1)1.4 实验环境................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.5 实验步骤................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.6 实验小结 (22)1 基于ECS-700的二阶双容水箱液位串级实验1.1 实验目的●熟悉ECS-700系统的实验环境,通过对实验室DCS系统的实际操作,加深对集散控制系统概念的理解。
●掌握利用ECS-700组态软件VisualField对DCS控制对象现场参数进行配置,完成结构组态并实现二阶双容水箱液位串级PID控制策略的组态。
●掌握利用ECS-700组态软件VisualField对DCS监控程序的配置,并实现二阶双容水箱液位串级PID控制流程图监控画面的组态。
●掌握ECS-700系统组态发布流程,实现系统控制组态下载和监控组态发布。
●能够利用所编制组态程序对二阶双容水箱液位串级进行串级液位监控。
●掌握串级控制系统的基本概念和组成。
●掌握串级控制系统的投运与参数整定方法。
●研究随动干扰作用时对系统主被控量的影响。
1.2 实验内容ECS-700系统是WebField系列控制系统之一,是在总结JX-300XP,ECS-100等WebField系列控制系统广泛应用的基础上设计、开发的面向大型联合装置的大型高端控制系统,其融合了先进的控制技术、开放的现场总线标准、工业以太网安全技术等,为用户提供了一个可靠的、开放的控制平台。
MCGS组态控制系统演示工程操作步骤..
水箱液位控制系统演示工程操作步骤一、创建新工程1、双击桌面中的图标,进入MCGS组态环境工作台,如图1所示。
2、点击图1中的“新建窗口”,出现“窗口0”图标。
3、点击“窗口0”鼠标右键,选择“属性”,按照图2进行设置,则窗口名称变为“水箱液位控制系统”,如图2右图所示。
图2二、画面设计1、在“水箱液位控制”窗口点击菜单中的【工具箱】图标,单击插入元件按钮,打开【对象元件管理】中的【储藏罐】,选择罐17,点击确定。
如图3所示,则所选中的罐出现在桌面的左上角,用鼠标改变其大小及位置。
图32、按照同样的方法,【储藏罐】选中2个罐(罐17,罐53),【阀】选中2个阀(阀58,阀44),1个泵(泵40)。
按图4放置。
图43、选中工具箱中的【流动快】按钮,单击鼠标并移动光标放置流动快。
如图5所示设置流动快。
图54、选中流动块,点击鼠标右键【属性】,按图6设置属性。
图65、添加文字,选中工具箱中的【标签】按钮,鼠标的光标变为“十字”形,在窗口任意位置拖曳鼠标,拉出一个一定大小的矩形。
建立矩形框后,鼠标在其内闪烁,可直接输入“水箱液位控制系统演示工程”文字。
选中文字,鼠标右键【属性】,按图7设置。
图76、点击菜单中的,可变更字体大小。
按图5添加其他文字。
三、MCGS数据对象设置2、单击工作台【实时数据库】按钮,进入【实时数据库】窗口。
单击窗口右边的【新增对象】按钮,在窗口的数据对象列表中,就会增加新的数据对象。
双击选中对象,按图8设置数据对象属性。
图83、按照图9设置其他数据对象属性。
图94、双击【液位组】,存盘属性按图10设置,组对象成员按图11设置。
图10图11四、动画连接(一)水罐动画连接1、在【用户窗口】中,双击【水箱液位控制】,进入窗口后双击水罐1,弹出【单元属性设置】窗口,如图12所示。
图122、单击【动画连接】,选中折线,则出现。
单击按钮进入【动画组态属性设置】窗口,各项设置如图13所示,单击确认后,水罐1的对象变量连接就成功了。
过程控制实验报告5(上水箱液位和流量串级系统)
过程控制实验报告5(上水箱液位和流量串
级系统)
班级:082班座号:姓名成绩:
课程名称:过程控制工程实验项目:上水箱液位和流量串级系统
一、实验目的:
通过实验掌握串级控制系统的基本概念,掌握串级控制系统的组成结构,即主被控参数、
三、实验步骤:
1、打开计算机组态王软件的工程管理器,选中“串级实验”,点击运行,进入串级实验界面。
2、点击“自动/手动”按钮,使系统在自动状态,点击“PID设定按钮”,调出PID设定界面。
PID设定1框图是副回路流量参数,PID设定2框图是主回路液位参数。
3、投入参数,观察液位和流量的曲线,调整参数观察计算机控制的效果。
待系统稳定后,给定加个阶跃信号,观察其液位的变化曲线。
4、再等系统稳定后,给系统下水箱加干扰信号,观察下水箱液位变化的曲线。
四、计算机控制的参数设置:
五、实验报告:
1、根据试验结果编写实验报告。
2、按5-2衰减曲线调节器参数计算表填写表格中的数据
3、整理并附上记录仪的下列过渡过程曲线:
(1)整定副调节器时得到的4:1衰减曲线。
(2)整定主调节器时得到的4:1衰减曲线。
(3)主副调节器参数整定后,干扰作用于上水箱中,主变量H1的过渡过程曲线。
(4)主副调节器参数整定后,干扰作用于流量中,主变量H1的过渡过程曲线。
4、列表比较控制质量:
-全文完-。
组态王实验案例——水塔水位
组态王实验案例——水塔水位实验七水塔水位控制模拟一、实验目的熟悉组态王的画面制作,及掌握一些脚本的简单实用。
用PLC构成水塔水位自动控制系统。
二、实验说明当水池水位低于水池低水位界,阀Y打开进水,定时器开始定时,4秒后,如果S4还不为OFF,那么阀Y指示灯闪烁,表示阀Y没有进水,出现故障,S3为ON 后,阀Y关闭。
当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON,电机M运转,向水塔抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。
三、实验步骤 1. 输入输出接线注:PLC主机公共端接线方法见实验一2.打开实验箱开关将STEP 7软件编写的水塔水位程序下载到主机中。
3.打开组态王工程浏览器设备中新建一个设备驱动为:PLC——西门子——S7—200系列;下一步逻辑名称为:为水塔水位;地址为:2,其它均默认完成。
4.在工程浏览器中的数据词典里建立如下变量:输入S1 S2 S3 S4 输出M Y 5.在组态王软件绘制如下画面: 6.在画面属性——命令语言中写入以下脚本://水塔水位控制if(\\\\本站点\\M==1) {\\\\本站点\\水塔水位=\\\\本站点\\水塔水位+5; \\\\本站点\\水池水位=\\\\本站点\\水池水位-5;} if(\\\\本站点\\M==0 && \\\\本站点\\水塔水位>10) {\\\\本站点\\排水=1; \\\\本站点\\水塔水位=\\\\本站点\\水塔水位-5;} //水池水位控制if(\\\\本站点\\Y==1) \\\\本站点\\水池水位=\\\\本站点\\水池水位+5; 7.画面中动画链接的设置:水池动画链接——填充水塔动画链接管道动画链接:流动——流动条件如:\\\\本站点\\M==1; 水塔出水管道链接:8.实时报警的设置:实时报警报表和实时曲线如线所指实时曲线链接:如下图可在工具箱中找到:如下图(1).实时报警窗口双击:报警窗口配置报警组的定义:先要在工程浏览器——报警组——增加组——水位。
基于组态王6.5的串级PID液位控制系统设计(双容水箱)
本科毕业论文(设计)题目:基于组态王6.5的串级PID液位控制系统设计学院:自动化工程学院专业:自动化姓名: ### 指导教师: ###2011年 6 月 5 日Cascade level PID control system based on Kingview 6.5摘要开发经济实用的教学实验装置、开拓理论联系实际的实验容,对提高课程教学实验水平,具有重要的实际意义。
就高校学生的实验课程来讲,由于双容水箱液位控制系统本身具有的复杂性和对实时性的高要求,使得在该系统上实现基于不同控制策略的实验容,需要全面掌握自动控制理论与相关知识。
本文通过对当前国外液位控制系统现状的研究,选取了PID控制、串级PID控制等策略对实验系统进行实时控制;通过对实验系统结构的研究,建立了单容水箱和双容水箱实验系统的数学模型,并对系统的参数进行了辨识;利用工业控制软件组态王6.5,并可通用于ADAM模块与板卡等的实现方案,通过多种控制模块在该实验装置上实验实现,验证了实验系统具有良好的扩展性和开放性。
关键词:双容水箱液位控制系统串级PID控制算法组态王6.5 智能调节仪AbstractIt is significant to develop applied experiment device and experiment content which combines theory and practice to improve experimental level of teaching. Based on the current situation of domestic and international level control system, selected the PID control, cascade PID control strategies such asreal-time control of experiment system.Through the study of the structure of experimental system, a single let water tank and double let water tank experiment system mathematical model was founded, and the parameters of the system is identified.Industrial control software configuration king 6.5 is used in experiment, ADAM module and boards, etc can also be suitable for this experiment, through a variety of control module on the device in the experiment verified experimental realization, experimental system has good expansibility and openness.Key Word Double let water tank liquid level control systemCascade PID control algorithmConfiguration king 6.5Intelligent adjusting instrument目录前言0第一章串级液位控制系统介绍11.1 国外研究现状11.1.1液位控制系统的发展现状11.1.2液位控制系统算法的研究现状21.2 PID控制算法的介绍31.2.1 PID控制算法的历史31.2.2 PID控制各环节作用41.3 串级控制系统介绍51.4 本文的主要工作5第二章水箱液位控制系统的建模72.1 水箱液位控制系统的构成72.2 水箱的建模过程82.2.1 单容水箱的建模过程82.2.2 二阶双容水箱的对象特性102.3水箱液位控制参数辨识方法122.3.1 单容上水箱的参数辨识122.3.2 二阶双容水箱的下水箱对象参数辨识142.4 水箱液位PID参数整定方法162.4.1上水箱液位的PID整定162.4.2 主回路和副回路的PID参数整定17第三章组态王6.5简介与操作界面的设计20 3.1 组态王6.5简介203.2基于组态王6.5的液位控制系统上位机部分设计213.2.1 建立新工程213.2.2定义外部设备233.2.3动画设计243.2.3 组态王6.5的控件中选择历史曲线绘制26第四章设计实验274.1 设备的连接和检查274.2 系统连线284.3 实验步骤30第五章总结与展望30辞31参考文献37前言随着现代科学技术的迅猛发展,工业生产的规模越来越大,结构也越来越复杂,从而使控制对象、控制器以与控制任务和目的日益复杂,而对系统的精度、响应速度和稳定性的要求却越来越高。
组态王简易教程
组态王简易教程组态王软件培训培训内容内容包括:1、组态王介绍2、新建⼯程3、建⽴IO设备通信4、建⽴数据词典5、画⾯组态6、设置,然后运⾏7、脚本编程,函数等。
组态王软件是⼀种通⽤的⼯业监控软件, 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。
⽀持与国内外常见的PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡进⾏数据通讯组态王软件结构由⼯程管理器、⼯程浏览器及运⾏系统三部分构成。
组态软件的安装1、运⾏安装组态王程序。
直接安装。
2、安装完后直接安装驱动。
3、其它内容可以不安装。
⼯程管理器:⼯程管理器⽤于新⼯程的创建和已有⼯程的管理,对已有⼯程进⾏搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导⼊和导出等功能。
⼯程浏览器:⼯程浏览器是⼀个⼯程开发设计⼯具,⽤于创建监控画⾯、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语⾔以及设定运⾏系统配置等的系统组态⼯具。
运⾏系统:⼯程运⾏界⾯,从采集设备中获得通讯数据,并依据⼯程浏览器的动画设计显⽰动态画⾯,实现⼈与控制设备的交互操作。
组态王软件是⼀种通⽤的⼯业监控软件, 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。
⽀持与国内外常见的PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡进⾏数据通讯组态王软件结构由⼯程管理器、⼯程浏览器及运⾏系统三部分构成。
⼯程管理器:⼯程管理器⽤于新⼯程的创建和已有⼯程的管理,对已有⼯程进⾏搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导⼊和导出等功能。
⼯程浏览器:⼯程浏览器是⼀个⼯程开发设计⼯具,⽤于创建监控画⾯、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语⾔以及设定运⾏系统配置等的系统组态⼯具。
运⾏系统:⼯程运⾏界⾯,从采集设备中获得通讯数据,并依据⼯程浏览器的动画设计显⽰动态画⾯,实现⼈与控制设备的交互操作。
(1)新建⼯程(2)硬件组态添加设置,设置地址,设置通信,硬件测试(3)数据词典组态。
组态王液位控制实例
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。
图5.11 建立“水位”变量
学习项目5
图5.12 建立“水泵运行”变量
与“水位”变量类似,为了能进行模拟调试,先将I/O离散型变量“水 泵运行”设置为内存离散型变量。 (3)其他变量的定义。为了能够在程序中生成报表,对每小时的水位 情况进行报表打印输出,需要建立24个内存实数变量,存储24个小时 整点时的水位数值。 建立水位0~24变量的方法是: 在目录内容显示区中双击“新建”图标,出现“定义变量”对话框, 将变量名设置为“水位0”,变量类型设置为“内存实数”,最大值设 置为30。选中“保存数值”复选框,再单击“确定”按钮,则“水位0” 变量被定义完毕。 其他23个内存实数变量的定义方法类似,只是变量名分别为“水位1”、 “水位2”、……、“水位23”,如图5.13所示。
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。
组态王实例教程入门
组态王实例教程入门
首先,打开组态王软件,并创建一个新的项目。
接下来,在画面编辑区域内,选择一个合适的画面尺寸,并将其命名为"示例画面"。
然后,从工具箱中拖动一个文本框控件到画面上,位置可以任意选择。
将该文本框的文本内容设置为"欢迎使用组态王"。
接着,在画面上方插入一个仪表盘控件,用于显示某个数据的实时状态。
设置仪表盘的刻度范围,并将其绑定到一个设备或传感器的数据源。
接下来,添加一个按钮控件到画面上,用于触发某个动作。
将该按钮的文本设置为"点击这里"。
然后,在画面下方插入一个图表控件,用于展示历史数据的变化趋势。
选择合适的图表类型,并将其绑定到一个数据源。
接着,添加一个图片控件到画面上,用于展示一张图片或图标。
选择一个合适的图片,并设置其大小和位置。
最后,进行一些样式和布局的调整,以使画面看起来更加美观和直观。
例如,调整控件的颜色、字体、大小等。
在完成上述操作后,保存并运行该项目。
您将看到一个简单但
功能完善的示例画面。
根据您的需求和创意,可以继续添加更多的控件和功能,来实现更复杂和个性化的画面设计。
plc组态王的水箱定值控制的仿真
电气信息工程学院大作业/论文11 — 12学年第一学期课题名称基于plc与组态王的水箱定值控制的仿真姓名学号班级成绩摘要:组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控软件,亦称人机界面。
它是一种流行的PC机上建立工控的对象,能够将现场的信号实时地传送到控制室,保证现场操作人员和管理人员不需到现场即可得到各种数据以优化控制现场的作业。
组态在现实生活中都扮演着非常重要的角色,和人们的生活息息相关。
一种基于组态软件的水箱液位监控系统,该系统利用组态软件进行系统设计,不仅能够实现精确的自动控制,而且构造简单,具有较好的应用前景。
它能充分利用Windows的图形编辑功能,方便地构成监控画面,并以动画方式显示控制设备的状态,具有报警窗口、实时趋势曲线,历史曲线等,可便利的生成各种报表。
关键词:组态,自动控制,应用前景Abstract: configuration software for industrial automation is a universal data acquisition and monitoring software, also known as the man-machine interface. It is a popular PC machine to establish industrial objects, can be the scene of the signal transmitted in real-time to the control room, to ensure the site operation and management staff to the scene can be obtained without the need of a variety of data to optimize the control of field work. Configuration in real life, plays a very important role, and are closely related to people's lives.A kind of configuration software based on the water tank liquid level monitoring system, the system uses the configuration software to design the system, not only can achieve the accurate automatic control, and has the advantages of simple structure, good application prospect. It can make fulluse of Windows graphics editing function, easily constitute a monitor screen, and animation display the state of the control device, with a warning window, real time trend curve, the historical curve, can be convenient to generate various reports.Key words: configuration, automatic control, application prospect一、引言组态王的特点:它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
组态王:时钟制作和控制水箱
课题1 数字时钟、水箱的制作1.教学目的(1)掌握新建工程的方法。
(2)掌握画面的命名方法。
(3)掌握变量的定义方法,掌握变量的3个属性。
(4)掌握基本的制图方法。
(5)掌握模拟值输出连接、填充连接和填充属性连接的方法。
(6)学会基本的应用程序命令语言编程方法。
2.课题要求(1)数字时钟的制作完成一个“数字时钟”画面,要求能够用数字实时显示年、月、日、时、分、秒和毫秒。
(2)控制水箱的制作完成一个“控制水箱”画面,要求“水位”值每300ms递增10,当水位大于等于500时回零,再重新递增。
要求画面上显示水位值,水箱的填充高度随水位而变化,并且当*值为0,200,400时以不同颜色填充。
3.操作步骤(1)数字时钟的制作步骤①新工程的建立。
打开组态王工程浏览器,选择菜单“工程”|“新建工程”,单击“下一步”按钮,确定工程路径“D:\组态王软件应用训练”。
单击“下一步”按钮,输入工程名称“组态王课题训练”,然后按“确定”按钮。
②新建画面,并给画面命名。
在工程浏览器里双击“新建”按钮,显示“新画面”串口窗口,给新画面命名为“课题一数字时钟”。
③制作画面。
使用工具箱中的“圆角矩形”画出矩形,打开“调色板”和“线形”,设置颜色和边框线条,输入文本后,画面如图1-1所示。
④画面连接。
双击各个文本的“##”,打开“动画连接”,单击选择“模拟值输出”按钮,分别连接表达式$年、$月、$日、$时、$分、$秒、$毫秒。
⑤存盘。
选择“文件”|“全部存”命令,或单击工具箱中的“保存画面”按钮。
图1 数字时钟画面⑥切换到View,就会看到数字时钟实时显示当前时间(计算机时钟)。
(2)控制水箱的制作步骤①新建画面,并给画面命名。
在“工程浏览器”|“画面”工程目录下,双击状态栏里的“新建”按钮,或在开发系统中,选择”文件”|“新画面”命令。
打开“新画面”窗口,给新画面命名为“课题1-2 控制水箱”。
②制作画面。
使用工具箱中的“圆角矩形”画出矩形,打开“调色板”和“线形”,设置颜色和边框线形后输入文本。
串级双容水箱仿真P3DCS
上海电力学院计算机测控系统课程设计课题:基于DCS技术的水箱水位串级控制系统设计与仿真实现专业:班级: ____ 姓名:学号:指导教师:一、课程设计目的采用P3DCS 系统设计完成水箱水位串级控制系统并进行参数整定和调试,包括数据库组态,SAMA 图组态,流程图组态,操作器组态,设计手动和单回路自动控制,串级自动控制等控制方案,并实现手自动无扰切换和报警,设计相应的模拟量控制和逻辑控制方案并实现,进行仿真,参数整定与系统调试。
二、课程设计内容采用P3DCS 系统设计完成水箱水位串级控制系统并进行参数整定和调试,包括数据库组态、SAMA 图组态、流程图组态、操作器组态,设计手动和单回路自动控制、串级自动控制等控制方案,并实现手自动无扰切换和报警,设计相应的模拟量控制和逻辑控制方案并实现,进行仿真、参数整定与系统调试。
其中上水箱水位的对象传递函数为s e s s G 321152)(-+= 上水箱水位对下水箱水位传递函数为s e s s G 511253.1)(-+=其它执行器和测量电路的传递函数简化为K = 1三、系统概述两个水箱的串联在工业中运用的非常广泛,上下水箱组成一个串联,这样的一个串联系统跟单容水箱在控制时间上对比有了一定的迟延,这是由于容积迟延造成的,通过在P3DCS 组态软件的使用下,设计一个串级控制系统。
设计串级回路控制的目的就是在控制系统中加入副回路,从而加快系统的调节速度和增强系统的动态性能。
主副回路控制系统的PID 参数采用两步整定法,先整定副回路上水箱的PID 参数使之达到稳定,然后再整定主回路的参数使之达到稳定的状态。
并通过P3DCS 组态软件对系统的曲线进行实时监控,调出最优PID 参数。
系统的工艺流程如下图(图 1)所示:图 1根据水箱系统的结构,我们设置一个串级控制回路,把下水箱作为串级控制系统的主控制回路,上水箱作为串级的副控制回路。
从而得出串级控制系统的方框图如(图2)所示:图 2四、课题设计及其步骤第一部分 硬件设计图2-1-1 IPC 硬件组成框图硬件组成说明:1、CPU 板及打印机、CRT 板及CRT 、键盘及自诊断板及键盘、内存板、电源、构成了STD 工业控制基本系统;2、自诊断板:使用了WDT 看门狗技术,无论何种原因引起死机,自诊断系统能在1s —2s 内测出并恢复正常运行,整个计算机系统工作可靠;3、上、下水箱水位板由计数电路组成,检测检测主、副回路管道送来的水位信号;4、D/A 转换板是水箱水位的驱动口板,计算机系统检测两水箱水位与设定值进行比较,并对其偏差进行PID 运算,其运算结果通过D/A 转换器由数字量转换为模拟电压信号量输出至上水箱水位板 下水箱水位板 D/A 转换板 电源 伺服放大版CRT 板 内存板键盘及自诊断板 滤波版 键盘 CPU 板 显示器CRT 打印机STD (内部)总线 外部总线伺服放大板,从而控制主调节阀;5、伺服放大板:相当于电动单元组合仪表中的伺服放大器,接收来自D/A转换板输出的阀位信号,检测阀的实际位置,若实际位置与D/A转换板输出的阀位有偏差,则阀动作,达到与D/A输出一致的位置后停止,实现计算机系统对调节阀的控制;6、滤波板:对STD总线有关信号进行滤波处理,提高整个系统的可靠性。
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组态王串级PID水箱仿真该教程用串级PID算法实现对水箱液位的控制。
一、建立数据变量打开组态王6.55,新建一个工程,将其命名为“串级PID”。
打开工程,根据所需用到的数据类型、数据范围大小、初始值等建立数据变量(详细数据变量见附件1)。
二、搭建仿真画面根据实际器件,开关,阀门,曲线图,数据查看等需要,建立仿真画面(详细步骤见附件2)。
三、将画面动画连接到变量根据仿真时画面的动画要求,设置画面属性和各个器件、曲线图等的动画连接(详见附件2)。
四、编写运行程序打开工程浏览器,文件-命令语言-应用程序命令语言,双击打开程序编辑窗口,输入程序(详见附件3)。
五、调节PID参数运行系统。
分别调节两种PID算法的PID参数,实现对液位的控制。
1、第一种PID算法UK0=(KP+KP/KI+KP*KD)*EK0-(KP+2*KP*KD)*EK1+(KP*KD)*EK2+UK1 2、第二种PID算法UK0=KP*EK0+KI*SUM_EK0+KD*(EK0-EK1)/dt+UK1附件1:数据变量模拟量部分:变量名变量类型最大值最小值描述HM 内存实数100 0 水箱目标液位HS 内存实数100 0 水箱实际液位HC 内存实数120 0 储水池液位W 内存实数100 0 调节阀开度LM 内存实数200 0 目标流量LS 内存实数200 0 实际流量PS 内存实数120 80 水压波动比率G1 内存实数10 0 水管1流量G2 内存实数10 0 水管2流量开关量部分:变量名变量类型初始值描述V 内存离散0 水泵开关V1 内存离散0 阀门1开关V2 内存离散0 阀门2开关P 内存离散0 PID控制开关K 内存离散0 水压波动开关查看量部分:变量名变量类型初始值描述S 内存离散0 查看水箱有无水C 内存离散0 查看储水池有无水T 内存离散0 查看调节阀有无开PID计算部分:变量名变量类型最大值最小值描述EKH0 内存实数1000 -1000 本次液位偏差EKH1 内存实数1000 -1000 上次液位偏差EKH2 内存实数1000 -1000 上上次液位偏差SUM_EKH 内存实数10000 -10000 液位偏差积分UKH0 内存实数10000 -10000 本次液位PID结果UKH1 内存实数10000 -10000 上次液位PID结果KP1 内存实数1000 0 比例参数1KI1 内存实数1000 0 积分参数1KD1 内存实数1000 0 微分参数1EKL0 内存实数1000 -1000 本次流量偏差EKL1 内存实数1000 -1000 上次流量偏差EKL2 内存实数1000 -1000 上上次流量偏差SUM_EKL 内存实数10000 -10000 流量偏差积分UKL0 内存实数10000 -10000 本次流量PID结果UKL1 内存实数10000 -10000 上次流量PID结果KP2 内存实数1000 0 比例参数2KI2 内存实数1000 0 积分参数2KD2 内存实数1000 0 微分参数2TI 内存实数1000 0 时间计数器附录2:按照上图中各器件位置和下面所列各器件图像来源,动画连接、变量参数设置等搭建仿真画面。
搭建时先按下面所给图像来源放置器件后双击即可弹出动画连接设置窗口,再根据下面变量参数设定即可。
注意文本数字输入输出为“####”,双击得动画连接设置窗口,其他非“####”的文字均可用工具箱的文本附上。
文本设置在左上角工具->字体,本图均用微软雅黑、常规、四号,颜色在工具面板调。
画面属性设置(右击画面打开画面属性):水箱图像来源:图库(可按F2直接打开)->反应器(最后一个)。
动画连接及参数设定:储水箱图像来源:图库(可按F2直接打开)->反应器(最后一个)。
动画连接及参数设定:水泵图像来源:图库(可按F2直接打开)->泵(倒数第二个)。
动画连接及参数设定:管1、管2图像来源:工具箱->立体管道(如图)动画连接及参数设定:管1:管2:阀门1、阀门2:图像来源:图库(可按F2直接打开)->阀门(倒数第五个)。
动画连接及参数设定:阀门1:阀门2:调节阀图像来源:图库(可按F2直接打开)->阀门2(第二行第四个)。
无动画连接及参数设定。
流量计图像来源:图库(可按F2直接打开)->阀门2(倒数第三个)。
无动画连接及参数设定。
可调节液位图像来源:工具箱->文本动画连接及参数设定:####实时数据显示图像来源:工具箱->文本动画连接及参数设定:#### 水箱当前液位:调节阀开度:流量计流量:储水箱液位:水压显示图像来源:表盘部分:图库(可按F2直接打开)->仪表(第二行第三个)。
开关部分:图库(可按F2直接打开)->按钮(第二行第三个)。
动画连接及参数设定:表盘部分:开关部分:PID开关面板图像来源:图库(可按F2直接打开)->按钮(第一个)。
动画连接及参数设定:可调节PID参数图像来源:工具箱->文本动画练级及参数设定:KP1:####KI1:####KD1:####KP2:####KI2:####KD2:####液位实施曲线图图像来源:工具箱->实时趋势曲线动画练级及参数设定:曲线定义:标识定义:流量计实时曲线图:图像来源:工具箱->实时趋势曲线动画练级及参数设定:曲线定义:标识定义:调节阀开度实时曲线图:图像来源:工具箱->实时趋势曲线动画练级及参数设定:曲线定义:标识定义:最后,文件->全部存。
最终画面:应用程序命令语言://HS-水箱实际液位//HM-水箱目标液位//LS-实际流量//LM-要求流量//W-调节阀开度//T-查看调节阀是否打开//V,V1,V2分别为泵,阀1,阀2开关//S,C分别为查看水箱,储水池液位//刷新查看量if ( HS ){S = 1;}else {S = 0;}if ( W ){T = 1;}else {T = 0;}{C = 1;}else {C = 0;}//给一个波动的水压信号if ( K ){PS = 100 + 2 * Cos( TI / 3.14 * 180 );//百分比TI = TI + 30;}//串级PID算法if ( P ){//第一级:液位偏差->流量EKH0 = HM - HS;EKH0 = EKH0 * 10;//放大10倍UKH0 = ( KP1 + KP1 / KI1 + KP1 * KD1 ) * EKH0- ( KP1 + 2 * KP1 * KD1 ) * EKH1+ ( KP1 * KD1 ) * EKH2 + UKH1;// UKH0 = KP1 * EKH0 + KI1 * SUM_EKH + KD1 * (EKH0 - EKH1) * 10 +UKH1; //PID算法2UKH1 = UKH0;EKH2 = EKH1; //PID算法2时注释掉此行代码EKH1 = EKH0;// SUM_EKH = SUM_EKH +EKH0; //PID算法2时去掉注释符号if(UKH0 <= 2000){if(UKH0 <= 0){ LM = 0;}else{ LM = UKH0 / 10;}}else{ LM = 200;}//第二级:流量偏差->调节阀开度EKL0 = LM - LS;EKL0 = EKL0 * 10;UKL0 = ( KP2 + KP2 / KI2 + KP2 * KD2 ) * EKL0- ( KP2 + 2 * KP2 * KD2 ) * EKL1+ ( KP2 * KD2 ) * EKL2 + UKL1;// UKL0 = KP2 * EKL0 + KI2 * SUM_EKL + KD2 * (EKL0 - EKL1) * 10 + UKL1; //PID算法2UKL1 = UKL0;EKL2 = EKL1; //PID算法2时注释掉此行代码EKL1 = EKL0;// SUM_EKL = SUM_EKL +EKL0; //PID算法2时去掉注释符号if(UKL0 <= 1000){if(UKL0 <= 0){ W = 0;}else{ W = UKL0 / 10;}}else{ W = 100;}}//刷新流量、水流、液位LS = W * 2 * PS * 0.01;//与水压调节阀开度成正比if (C * V * V1 * T){G1 = 10;HS = HS + LS / 2500;CH = CH - LS / 2500;}else {G1 = 0;}if (S * V2){G2 = 10;HS = HS - HS * 0.01 * 0.08;//0.07<0.08 CH = CH + HS * 0.01 * 0.08;}else {G2 = 0;}。