基于PLC和组态王的水箱流量PID控制实训

过程控制系统综合设计

课程报告

课题名称基于PLC和组态王的

水箱流量PID控制实训

摘要：“控制”是一种很常见的概念，人们生后中也随处可见，事实上，自然界的万事万物都相互支配，相互制约。随着生产和科学的发展，自动化技术出现了很大的飞跃，为了提高生产率，提高人们居住和工作环境的舒适度，自动化技术在各个领域得到了广泛的应用。

所谓的自动控制系统就是在无人直接参与的情况下，通过外加的设备或装置，使机器、设备或过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的要求运行。

关键字：水箱流量、组态王、PLC控制、PID控制

Abstract: "control" is a very common concept, people are also seen everywhere after birth, in fact, everything in nature are dominated by each other, mutual restraint. With the development of production and science, automation technology has made a great leap, in order to improve productivity, improve people living and working environment of comfort, automation technology in various fields has been widely used.

The so-called automatic control system is in the case of no direct participation, through the additional equipment or devices, so that the machine, equipment or process of a working state or parameters automatically in accordance with the scheduled requirements to run.

Key words: water tank flow King view PLC control PID control

一、课题要求

1.熟悉变频器E700的参数设置；

2.熟悉FX2N-2AD模拟量输入模块编程使用以及三菱FX2n-4AD特殊功能模块；

3.按照端子图完成PLC接线并进行检查；

4.完成组态王与变频器的连接与控制。

二、实验设备

1.实训装置

11 导线

2、接线图

储水箱

水泵

水箱

手

动

阀

门

手动

阀门

手动阀门

流量仪表

图1 水箱流量原理图

将流量传感器检测到的中水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制气动调节阀的开度，以达到控水箱液位的目的。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，系统的调节器应为PI或PID控制。

给定流量

PID调节D/A转换模块变频器水泵

输出流量

A/D模块流量传感器

图2 流量控制流程图

三、实训过程

1.了解主要器件

(1)交流变频器的应用（E700系列）

图3 变频器E700

变频器是由计算机控制电力电子器件，将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电器设备，用以驱动交流异步（同步）电动机进行变频调速。变频器的出现，使交流电动机的调速变得和直流电动机一样方便，并可由计算机联网控制，因此，得到了广泛的应用，其发展前景广阔。

表1 变频调速的效果

(2)2AD模块介绍

三菱FX2N-2DA是三菱FX2N系列PLC中的一款模拟量的特殊功能模块，广泛用于基本三菱工控搭建的自动化平台中。FX2N-2DA型模拟输出模块（以后称之为FX2N-2DA）用于将2点的数字量转换成电压或电流模拟量输出（0-10VDC 或4-20mA），使用模拟量控制外围设备。

FX2N-2DA可连接到FX0N、FX1N、FX2N和FX2NC系列的可编程控制器。

1）根据接线方法，模拟输出可在电压输出或电流输出中进行选择。此时，假定设置为两通道公用模拟输出（电压输出和电流输出）。

2）两个模拟输出通道可输出为0到10V DC、0到5V DC或4到20MA。使输出特性与两通道相容。

3）数字到的模拟转换特性可以调节。

4）此模块占用8个I/O点，它们可被分配为输入或输出。

5）使用FROM/TO指令与PLC进行数据传输。

(3)4AD模块介绍

三菱FX2n-4AD是三菱电机公司推出的一款FX2n系列PLC模拟量输入模块，有CH1~CH4四个通道，每个通道都可进行AD转换，分辩率为12位，采集信号电压为-10V~+10V，分辩率5mV。电流输入时，为4~20mA或-20~20mA，分辩率20uA。FX2n-4AD部有32个16位的缓冲寄存器(BMF)，用于与主机交换数据。FX2n-4AD占用FX2n扩展总线的8个点，耗电为5V，30mA。FX2N 常用的模拟量输入模块有FX2N-2AD、FX2N-4AD、FX2N-8AD模拟量输入模块和温度传感器输入模块。

(4)FX3U系列三菱PLC

1)第三代微型可编程控制器。

2)置高达64K大容量的RAM存储器。

3)置业界最高水平的高速处理0.065μS/基本指令。

4)控制规模:16~384(包括CC-LINK I/O)点。

5)置独立3轴100kHz定位功能(晶体管输出型)。

6)基本单元左侧均可以连接功能强大简便易用的适配器。

2.PLC编写