基于PLC的水泵试验台电动阀门PI控制的实现
基于PLC的水泵测试控制系统设计
（ 如 电 压 、电 流 、功 率 、频 率 和 进 出 口 压 力 等 ）。因 此，其性能的好坏直接影响信号测量的精度和可靠 性。图 5 是该系统的测量电路原理图。
V V3
V V1
V V2
11ZJ 11ZJ
L1
22ZJ 22ZJ V* I *
1HL
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2 2ZJ
水泵测试实验台系统plc电源键盘输入声音报警通信通道模拟执行部件传感器非电信号模拟电信号弹开关量输入天关量输出电网压力传感器电机plccpu电压电流频率绕组温度相位差启动停机转速调节进口压力出口压力电压电流频率功率软启动装置160kva800kvammc1c2c3c4k1k2k3kl1l2l3图4水泵测试过程控制系统主控制电路原理图2008年4月农机化研究第4期197232测量电路设计测量电路是水泵测试系统关键部分其功能是负责测量水泵与电机的各种信号通过各种测量仪器和传感器采集水泵与电机运行的各种关键信号量如电压电流功率频率和进出口压力等
安全系统的任务主要是针对水泵在测试运行过 程中发生的严重漏电现象，以及由于某些异常或是 人为因素而引起的电机反转，致使水泵出现倒吸的 严重故障，能适时地产生保护性动作，避免整个测 试系统的崩溃。
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2008 年 4 月
农机化研究
第4期
水泵测试控制系统的结构如图 1 所示。它包含 了自动控制系统应具备的各项功能，由总体控制逻 辑把它们有机组织在一起，各项功能相互独立又相 互联系，共同完成水泵测试的自动控制。
监控模块就是对系统各个部分的状态进行监 控。当系统发生异常或出错时，及时报警并采取相
过程控制模块 D/A
监控模块
基于PLC的水泵试验台电动阀门PI控制的实现
第 ２ 卷 第 ４期 ５
２０ ０７年 ７月
排
灌
机
械
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ． １２ ４
Ｄ ａｎ ｇ ａ ｄ ｒｉａ ｉｎ Ｍａ ｈ ｎ ｒ ｒ ｉａ ｅ ｎ Ｉｒ ｔ ｃ ｉｅ ｙ ｇ ｏ
Ｊ ｌ ０ ７ ｕ ｙ２ ０
基 于 Ｐ Ｃ的水 泵试 验 台 电动 阀 门 Ｐ 控 制 的实 现 Ｌ Ｉ
ｊｓ ｅ ｔ ｆｈ Ｉ ａａ ｔｒ ｉ ｗ ｉｈｔｅｏｔｕ ｆ Ｉ ｅｕａ ｒｓｐｏ ｏ ｉｎｌｏｔｅｉ ｐ ｒｏ ｅｄｖａ ｕｔ ｎ ｅＰ ｒｍｅ ，ｎ ｈｃ ｕｐ ｔ ｇｌｔ ｒｐｒｏ ａ ｔ ｈ ｏ ｔ ｅｉ ｍ ｏｔ ｐ ｅ ｈ ｏＰ ｒ ｏｉ ｔ ｍ ｔ ｆｈ —
泵试验 的控 制 、 数据 采集 和处 理 。试验 表 明 ，Ｉ 制 方 法 对 水 泵试 验 中流 量 的调 节具 有 较好 的稳 Ｐ控
定 性 和 动 态特台 ； Ｉ 制 ； 数 自整 定 ； 量调 节 Ｌ Ｐ控 参 流
中图分类 号 ： Ｐ ７ ．４ Ｔ ２３ ２ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ ６ ５ （ ０ ７ ０ ０ ５ ０ ０ ５— ２ ４ ２ ０ ）４— ０ ０— ４
ｔ ｎ，ａ ｄ ｉ ｌｏ ｐ ｏ ｏ ｉｎ ｌｔ ｈ ｅ ｉ ｔ ｎ ｔｍｅ ｔ ｈ ｎ ｅ ｒ １ Ｔｈ ｏ ｔｏ ｔ ｏ ｌｍｉ ａｅ ｈ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｓ ｒ ｐ ｒ ｏ ａ ｏ ｔ ｅ ｄ ｖａｉ ｉ ｏ ｔ ｅ ｉ ｔｇ ａ ． ｔ ｏ ｅ ＰＩｃ ｎ ｒｌｍｅｈ ｄ ｅｉ ｎ ｔ ｓ ｔｅ
析并向 Ｐ Ｃ发 出指令 ，Ｌ Ｌ Ｐ Ｃ采用 Ｐ 控制方法， Ｉ 通过 Ｐ 控制 的参数设定及 自整定。根据 Ｐ 调节的 Ｉ Ｉ 输 出与 输入 的偏 差成 正 比 ， 与偏 差对 时 间的积 分成 正 比 ， 除 了控 制 过程 中产 生 的静 差 ， 还 消 实现 了
基于PLC和变频器的阀门水压试验机自动控制系统设计
基于PLC和变频器的阀门水压试验机自动控制系统设计付德永;陈军;李杰【摘要】针对常规阀门水压试验机控制精度差、对系统冲击大的缺点,基于PLC和变频器设计了阀门水压自动控制系统.重点介绍了控制系统的组成、设备连接和控制流程.通过使用,该系统控制精度高,升压平稳,能满足不同用户的需求.【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》【年(卷),期】2015(017)001【总页数】4页(P30-33)【关键词】PLC;变频器;水压试验;自动控制系统【作者】付德永;陈军;李杰【作者单位】承德石油高等专科学校热能工程系,河北承德067000;承德石油高等专科学校热能工程系,河北承德067000;承德石油高等专科学校热能工程系,河北承德067000【正文语种】中文【中图分类】TH87阀门水压试验机是阀门专业水压耐压、密封性检测设备，用于新生产阀门和维修后阀门的性能测试。
传统的阀门水压试验机通常采用手动控制升压方式，增压过程曲线呈线性，冲击性较大，试验压力不易达到控制精度的要求，易出现欠压或过压现象，使试验准确度降低，甚至试验失败［1］。
对阀门水压试验机采用PLC和变频器进行升压和保压过程控制，可以提高响应速度，提高控制精度，减小系统的冲击性，达到满意的控制效果［2］。
1 阀门水压试验机工作原理阀门水压试验机系统组成如图1所示。
系统采用一台交流液压泵作为升压动力源，当试验阀门安装就位后，启动增压泵;当压力达到试验压力时，停泵保压;达到试验时间后，打开电磁阀泄压，试验结束。
该系统增压速度快，适用于多型号、大口径阀门水压试验，但手动控制时试验效果不够理想。
2 控制系统的组成为了保证增压过程的平稳性和准确性，可以采用基于PLC和变频器控制增压泵的控制方案。
控制系统的组成如图2所示，其控制思路是:通过压力传感器测量试验台待测试阀门的实时水压，将压力信号转换为4～20 mA的电流信号输入PLC;PLC依据设定水压值与实时水压值的大小，计算出增压速度信号输出给变频器，通过变频器改变输出频率，进而改变增压泵转速实现平缓增压;当压力达到设定压力时，自动停机保压;保压时间到，自动打开泄压电磁阀泄压，试验结束。
基于PLC的抽水泵控制
毕业设计（论文）（成教）题目：基于PLC的抽水泵控制系统设计院(系)：机电工程学院专业：机械制造与自动化姓名：学号：72指导教师：二〇一四年一月二十日毕业设计（论文）任务书毕业设计(论文)进度计划表日期工作内容执行情况指导教师签字2013.11.28-2013.12.20查找资料，选题2013.12.22-2014.1.31完成论文的初稿2014.2.1-2014.3.15完成论文二稿的写作2014.3.16-2014.4.5完成论文的终稿及格式修改2014.4.6-2014.4.20定稿，打印论文，做好评阅的准备2014.4.21-2014.4.25论文评阅教师对进度计划实施情况总评签名年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一。
毕业设计(论文)中期检查记录表学生填写毕业设计(论文)题目:基于PLC的抽水泵控制系统设计学生姓名:学号：08专业：机械制造与自动化指导教师姓名:职称:检查教师填写毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容：存在问题及采取措施:检查教师签字:年月日院（系）意见(加盖公章):年月日摘要基于PLC的矿井排水监控系统现场控制部分是为了煤矿安全和正常生产而进行的各种有关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制，是保护、采掘、运输、通风、排水等主要生产环节安全运行的重要设施。
本文主要介绍了一种基于西门子S7-300PLC的矿井下排水泵自动控制系统的设计方法和思路。
西门子S7-300型PLC 给出了矿井下排水系统的传感器及执行机构的配置方案、通信网络结构和系统功能设计，实现了对水泵进行自动控制，水位监测、自动启停水泵、故障自诊断等功能；同时也实现了水泵运行的合理调度，提高了设备利用率，达到了节能增效的效果，并能与上位机通讯，实现远程控制和在线监测，提高了煤矿自动化水平和安全性。
plc控制阀门程序实例
plc控制阀门程序实例PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种数字电子设备，可用于自动控制各种机器和工业过程。
PLC控制阀门程序是指使用PLC来控制阀门的开关动作，以实现特定的工业过程或系统的自动化控制。
本文将介绍一个PLC控制阀门的程序实例，用于清晰地演示PLC在工业控制中的应用。
PLC控制阀门程序的基本原理是：通过PLC输入信号感知要控制的过程参数，然后通过PLC的逻辑程序判断并产生输出信号，控制气动执行机构（例如气动阀门）的开关动作，最终实现对阀门的控制。
首先，我们需要准备以下设备和材料：1. PLC主机：PLC主机是整个控制系统的核心部分，负责控制程序的运行和信号的输入输出。
2.输入模块：用于接收来自传感器等输入设备的信号。
3.输出模块：用于输出控制信号给执行机构（如气动阀门）。
4.感应器：用于检测阀门位置、流量等过程参数。
5.执行机构：如气动阀门，负责控制介质的流动。
接下来，我们可以开始编写程序。
第一步是确定输入和输出信号的引脚分配。
例如，我们可以将阀门状态的输入信号连接到X0.0引脚，将控制信号的输出连接到Y0.0引脚。
第二步是编写PLC程序。
PLC程序可以通过各种编程语言（如Ladder Diagram，结构化文本等）来实现。
这里我们以Ladder Diagram为例。
程序的主要逻辑如下：1.开始：首先，我们需要在程序开始处设置PLC的初始状态和初始化参数。
2.读取输入信号：接下来，我们需要通过输入模块读取来自感应器的阀门状态信号，例如，读取X0.0引脚的值并将其保存到一个变量中。
3.执行控制逻辑：根据输入信号的值，我们可以编写控制逻辑来判断阀门的状态。
例如，如果阀门关闭，则设置输出信号Y0.0为1，表示打开阀门；如果阀门打开，则设置输出信号Y0.0为0，表示关闭阀门。
4.输出控制信号：根据控制逻辑的结果，通过输出模块发送相应的控制信号给执行机构，例如，将Y0.0引脚设置为1，表示打开气动阀门。
基于PLC的闭环控制系统PID控制器的实现[1]
![基于PLC的闭环控制系统PID控制器的实现[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/545845370b4c2e3f5727634c.png)
【20】第３１卷第４期２００９－０４基于PLC 的闭环控制系统PID 控制器的实现The realization of PID controller in closed-loop control system based on PLC 任俊杰，李永霞，李 媛，李红星ＲＥＮ Ｊｕｎ－ｊｉｅ ， ＬＩ Ｙｏｎｇ－ｘｉａ， ＬＩ Ｙｕａｎ， ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｘｉｎｇ（北京联合大学 自动化学院，北京１００１０１）摘 要：介绍了ＰＬＣ实现ＰＩＤ控制的几种方法。
以Ｓ７－３００ＰＬＣ为例，说明ＰＩＤ控制器的组成原理、ＰＩＤ控制功能块的算法原理、ＰＩＤ控制功能块的结构和主要参数及控制功能的实现方法。
给出了水箱水位ＰＩＤ控制的应用实例。
应用ＰＩＤ程序块来进行ＰＬＣ的ＰＩＤ控制，方法简单实用。
不足之处为所采用的ＰＩＤ算法是固定的。
如果希望采用其他改进型ＰＩＤ算法，还需要用户自己编程实现。
关键词：ＰＬＣ；闭环控制；ＰＩＤ中图分类号：ＴＭ５７１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－０１３４（２００９）０４－００２０－０３收稿日期：２００８－１１－１７基金项目：北京教委科技发展计划项目（ｋｍ２００６１１４１７００７）； 国家自然科学基金项目（６０７７３１５７ ）作者简介：任俊杰（１９７２－），女，河北省石家庄市人，讲师，工学硕士，主要从事自动控制、控制工程的教学与研究。
０ 引言在工业生产过程控制中，常需要用闭环控制方式来实现温度、液位、压力、流量等模拟量控制。
因为ＰＩＤ（比例、积分、微分）调节不需要精确的控制系统数学模型而且易于实现，所以模拟量的ＰＩＤ调节是常见的一种闭环控制方式，工程上易于实现。
积分作用可以消除系统的静差，微分作用有助于减小超调，克服震荡。
比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求。
ＰＬＣ作为一种新型的工业控制装置，在工业控制、生产生活的诸多领域得到了越来越广泛的应用。
利用ＰＬＣ实现对模拟量ＰＩＤ的闭环控制，具有用户使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等优点。
基于PLC和触摸屏的自动阀门测试控制系统设计
自动 阀 门 的 阀 体 部 分 灌 人 工 艺 介 质 ， 两 端 封
闭， 浸在测 试 容器 中的 导热 油 里 ， 控 制 系统 在测 试
容 器 中模 拟 实际工 况 ， 控 制导 热油 温度 和 自动 阀门 开 闭设 定次 数 ， 开 闭 时间 间隔和 开闭次 数要 结合 实
Ｙｕ Ｍｅ ｎ ｇ ，Ｚ ｏ ｕ Ｚｈ ｉ ｙ ｕ ｎ，Ｚ ｈ ａ ｏ Ｄａ ｎ ｄ ａ ｎ，Ｄｅ ｎ ｇ Ｄｅ ｒ ｕ，Ｃｈ ｅ ｎ Ｌ ｉ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ
（ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｄｅ ｆ ｅ ｎ ｓ ｅ ，Ｂｅ ｉ ｉ ｉ ｎ ｇ ，１ ０ ２ ２ ０ ５ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
作， 显示并改变 Ｐ Ｉ Ｃ内部状态 ， 完 成 阀 门 开 关 控 制、 工作 状态 的监 视及测 试装 置 温度 的控 制 。测试 装 置 的架 构 如 图 １所示 。
（ 如 电动球 阀和 电磁 阀） 已经 广泛 替代 了手 动 阀门 ，
设 计一 套 针对 自动 阀 门的测 试 控 制 系 统来 验 证 阀 门 的使用 性能 十分 必要 。
际 操作 经验 设定 。测试 完成 后 ， 进 行球 阀金 属表 层
腐 蚀 电镜检 测 和 阀门 密 封性 能 检 测 ＿ ２ ］ 。密 封 性 能
检 测在 测试 容器 中进 行 ， 将 压缩 空气通 过 管路通 入 自动 阀 门的一 端 ， 控 制 自动 阀 门的 开 闭 ， 检测 导 热 油液 体在 阀 门开闭动 作 时是否 有气 泡 出现 ， 进 而验
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ；ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ；ＰＩ Ｃ；ｔ ｏ ｕ ｃ ｈ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ
基于PLC的抽水泵站自动控制系统设计教程
兰州理工大学毕业设计
பைடு நூலகம்目录
第一章 绪 论 ........................................................................................................................ 1 1.1 课题背景及意义 ...................................................................................................... 1 1.2 课题内容及任务 ...................................................................................................... 1 1.3 国内外研究的现状 .................................................................................................. 2 1.3.1 国外研究的现状 ............................................. 2 1.3.2 国内研究的现状 ............................................. 2
第四章 PLC 控制系统设计................................................................................................... 22 4.1 PLC 控制系统的设计原则、内容和步骤............................................................. 22 4.1.1 PLC 控制系统的设计原则 .................................... 22 4.1.2 PLC 控制系统的基本内容 .................................... 22 4.1.3 PLC 控制系统的设计步骤 .................................... 22 4.2 PLC 硬件配置及模块选择..................................................................................... 23 4.2.1 PLC 简介 .................................................. 23 4.2.2 PLC 的选型 ................................................ 26 4.2.3 PLC 的硬件配置选型 ........................................ 29 4.2.4 PLC 的 I/O 接线图 .......................................... 31
浅析基于PLC的水泵测试控制系统设计
浅析基于PLC的水泵测试控制系统设计摘要：作为供水系统的核心，水泵运行的可靠性往往对供水系统运行的质量产生了直接的影响。
基于此，水利部门在进行供水系统设计以及运行的过程中，需要加强对于水泵测试控制系统的构建以及完善。
本文基于此，分析基于PLC的水泵测试控制系统设计流程，并就该系统在运行过程中作用进行了论述。
关键词：PLC；水泵测试；控制系统；设计一、何为PLC技术所谓的PLC指的是可编程逻辑控制器，其英文全称为Programmable Logic Controller。
该技术的诞生以及发展主要依托于计算机技术与继电接触控制技术的结合而得以实现。
目前，我国电力系统在构建以及运行的过程中存在着内部控制复杂、节点信息量大、自动控制要求高的特点，故而使得相关的管理工作在开展的过程中存在着较大的问题，不利于相关的效益的取得，并对电力系统的安全性自己稳定性造成不同程度的损伤。
基于此，我国的电力技术人员加强了对于PLC技术的运用，从而代替了传统的电磁元件进行相关作业.促进逻辑运算以及控制作业效率的显著提高。
二、水泵测试控制系统的设计方案为了确保水泵在运行的过程中能够充分发挥其效益，需要作业人员在实际的操作过程中加强对于水泵测试控制系统的设计。
目前，水泵测试控制系统的设计方案主要分为三大部分，分别是：控制系统、自动监测报警系统以及安全系统。
关于这三大系统的具体内容，笔者总结如下。
（一）控制系统所谓的控制系统在运行的过程中能够依据用户需求，而对水泵电机的运行状态进行自动调整。
一般而言，控制系统能够借助控制变频器进一步控制电机的转速，并调节电动阀门测试不同流量下水泵的性能参数，继而实现了对于各类测试误差的自动修正，确保测量精度的稳定性。
不仅如此，控制系统在运行时还能够实现对于各类测量仪表量程的切换，保证整个测试过程的精度以及读数的分辨力，最终实现了对于水泵测试过程中出现的各种故障的优化处理。
（二）自动监测报警系统此外，技术人员在构建水泵测试控制系统的过程中，需要实现对于水泵系统中各类设备的运行状态以及参数的自动监测，并将监测所得的数据与事先设定的限定值进行比较，并确保相关数值超过限定时，系统进行声光报警信号的释放，而用户则可以依据相关信号进行系统运行状态的调整以及优化。
基于PLC的电动阀门智能控制装置的设计
电动 阀 门智能控 制装置 由远距 离传输模 块 、主控模 块和 Ｈ ＭＩ 模块组成 ， 是一个闭环控制系统 。主控模块根据 远距 离传输模块传 送 的水位值和触摸屏模块 的设定值 比较来 控制步进 电机 的正反转 ， 调节 电动 阀的开度 。主控模块选用 Ｓ ｉ ｍｅ ｎ ｓ Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ６ ，采 用模 糊 Ｐ Ｉ Ｄ 算法来提高控制精度 和可靠性 ；采用触 摸屏 完成系统参数设置 、 状 图 １西门子 Ｐ Ｌ Ｃ与 电动 执 行 器 电 路 板端 子 接 线 图 态显示等功能 。采取软硬件抗干扰措施来 提高装置的抗干扰能力 ， 保 证 系 统 的安 全 可 靠 。 节 约用水 ， 提高农业灌溉水 资源的可持 续利用 。水位传感 器选用佛 本系统 以田间水位值为依据 ，对 电动阀门开合角度进行控制 ， 山市顺 德 区宝智 电子科技有 限公 司的 Ｂ Ｚ ０ ５ ０ １ 电子式水位 开关 ， 通 再 由水位 检测专用 芯片对检测 到的信 控制用水 水量 ， 水位值通 过超声波液位传 感器获取 ， 经过 处理传输 过 电子探头对水位进行检测 ， 至智能控制系统。 然后 由其测算实际与预定 的数值差 ， 判断决策 ， 发 号进行处理 。当被测液体到达动作点时 ， 芯片输 出高低 电平信 号或 出操 控电动调节阀的控制信号 ， 驱 动电动执行机构来控制调节 阀的 继 电器 开关 信号 。Ｂ Ｚ ０ ５ ０ １工作电压为 ５ Ｖ， 判 断有水 时输出 ５ Ｖ， 无 开度 。 Ｐ Ｌ Ｃ包括模拟量接 口设计 ， 数字量接 口设计 ， 以太 网模块接 口 水时 ０ Ｖ， 适用温度范围为 一 ２ ０～ ６ ０ ￣ Ｃ。 ４ 通 信 方 式 与 上 位 机 组 态 王 监控 系统 等。 作为主控模块 ， 主要完成 系统模数信号 的通讯和处理 ， 并运用模 糊Ｐ Ｉ Ｄ算法来调节 阀门的开度。 另外 ， 还有故 障诊断功能 ， 并通过触 上位机软件使用北 京亚 控公 司出品的组态 王 ６ ． ５ ２ 语 言设计 ， 主 摸屏 完成操作 和显示 。本 文采用常用 的双输人单 输出模糊 控制器 要对采集数 据进 行保存并对各个参数进行实时监控 。 下位 机使用西 （ 二维模糊 控制器） ， 模糊 控制是一种 以集合论 、 模糊数学 、 模糊 逻辑 门子的梯形 图进行编程 。上位工控机选用研华公 司生产 的计算机 ， 推理为理论基础 ， 应用单片机控制技术构成的闭环智能控制 。 为了能够使 现场工作人员更便 于操作 ，监控界面 主要有登 录界 面、 ２ 电 动 阀 电动 装 置 及 其 使 用 灌溉点设置 、 灌溉点状 态 、 灌溉 方式选择 、 灌溉记录 、 系统帮助 等界 阀门是控制 系统现场 的执行设 备 ， 为了能够 实现远程控制和操 面组成 。利用 ５ ０ ｍＷ 微功率 工业用无线数传模块 Ｓ Ｍ５ １ 实现数据的 作， 采用 电动阀门 ， 即在普通 阀门的基础上安装 电动执行器。 上位机 无 线传输 ， 该模块最大发射 功率 １ ７ ｄ ｂ ｍ （ ５ ０ ｍ Ｗ） ； 符合 Ｉ Ｓ Ｍ频段通 信 无需 申请频点 ； 多信道 、 半双工无线通信 ， 实时收发通信 ， 传输 不但可 以通过 Ｐ Ｌ Ｃ对阀门进行操作 ， 对农 田的给水和排水进行 实时 标 准 ， 控制 ， 而且上位机 也可以通 过与 Ｐ Ｌ Ｃ的通信 ， 对 现场 阀门的开 、 关状 距离远 ， 可靠传输距离大于 １ ２ ０ ０ ｍ； 透明的数据传输 ， 自动过滤掉空 态实 时监 控 。阀门执行器主要 由一 个单相交 流电机和 限位开关构 中产生 的噪音信号及 假数据 ， 高抗干扰能力和低误 码率 ； 能够 同时 成 ，其功能是通过输入交流 ２ ２ ０ Ｖ 的电压信号可实现对 阀门的开启 提供标 准 ， Ｉ Ｔ Ｌ电平 Ｕ Ａ Ｒ Ｔ接 口， 软件模拟 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ ， 模拟 Ｒ Ｓ ４ ８ ５三种 和关 闭 ，同时 能够输 出一对无 源信号作为到 达位置信号供 Ｐ Ｌ Ｃ使 接 口，支持休眠功能 ，休眠以后将 整个系统功耗 降到最 低 ； ＋ ３ ． ３ 到 用。 本文电动阀选择近三十年仪表生产经验的天津贝尔 自动化仪表 ＋ ５ ． ５ Ｖ直 流工作 电压 ， 接收 电流 ＜ ４ ０ ｍ Ａ， 发射 电流 ＜ １ ０ ０ ｍ Ａ， 休 眠工 技术 有限公司 Ｄ Ｎ ２ ０ ０的电动 阀， 配套其生产 的电动执 行器 。阀门 作 ＜ ５ ｕ Ａ； 看 门狗实 时监控 。Ｓ Ｍ５ １ 与单片机连接时使用 串口 Ｔ Ｉ １ Ｌ 电 最 大输 出转矩 ２ ０ ０ Ｎ ｍ， 最 大输 出转 速 ３ ６ ｒ ／ ｍｉ ｎ ， 最 大转 圈数 １ ２ ０圈。 平接 口。 阀门电动装置 主要 由步进 电机 、 减速 器 、 开度和行程机构 、 力矩控制 ５ 结论 和 电气部 分等组成 。电动装置 使用 前 ， 必须对 行程 和开度分别进行 本装 置经过系统联调和现场 的实际运行 ， 验证 了设计 的正确性 调整 。在调整前 ， 必须检查 电机 的旋 向， 控制线路是否正确 ， 以防止 和可靠性 ， 达到 了预期 目标 ， 具有一定的推广应用价值 。 不仅节约了 电机失控 。步进电机型号 １ １ ０ Ｂ ＹＧ ３ ５ ０ Ｃ ， 选择 ＭＳ ａ 一 ３ Ｈ１ １ ０ Ｍ型驱动 人力资源 ， 而且阀门 自动操作 也使 得准确性 和连续性 比以往得到显 器， 细分数达 ２ ８种 ， 最大细分步数 ６ ０ ０ ０ ０ ， 最 大有 效输 出电流 ５ ． ２ Ａ， 著提高 ， 生产效率得到大幅提 升。 供 电电压 ２ ２ ０ Ｖ Ａ Ｃ 。利用 Ｌ Ｃ Ｄ１ ６ ０ ２ 液 晶显示模 块显示开度值 ， 它是 参考文献 １ 】 江春 红 ． 基于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 液位 模 糊 控 制 系统 设 计 【 Ｄ ］ ． 舍肥 ： 合 肥 工 业 丸 种工业字符 型液晶 ， 能够同时显示 １ ６ｘ２即 ３ ２个字符 。西门子 ［ Ｐ Ｌ Ｃ接线端 与电动执行器 内部 电路板接线端相互接线如 图 １ 所示 。 学， ２ ０ ０ ７ ． ３ 田间管道控 制系统与水位传感器 ［ ２ ］ 李爱传， 衣淑娟 ， 石建飞， 王 熙． 基于 Ｐ Ｌ ｃ的寒地水稻灌溉控制 系统 结合 田间地形 ， 采用 口径为 Ｄ Ｎ ２ ０ ０的镀锌钢管 ， 内壁厚为 ６ ｍｍ 的研 究［ Ｊ 】 ． 农业工程技 术， ２ ０ １ ６ ， ３ ６ （ ６ ） ： ６ ７ ～ ７ １ ． 的管道送水 ， 管道放在池埂上 或者 ２条 池埂 中间 ， 不影 响大小机 械 ［ ３ 】 江英． 带死 区的增量式 Ｐ Ｉ Ｄ控制在湿度控制 中的应 用［ Ｊ 】 ． 长沙通。 丸 作业 的地 方。用 西门子 Ｐ Ｌ Ｃ根据采集 到的水位高度 、 渠道 流量等精 职业技术 学院 学报， ２ ０ ０ ８ ， ７ （ ２ ） ： ５ ７ — ５ ８ ． 确信号 ， 并综合天气预报等信息进行判 断决 策 ， 控制灌溉 电动 阀 ， 按 需供水 。 同时为满足不同农 田灌溉需求 ， 可选择多种运行模式 ， 达到
PID在PLC中的实现
3.1 PID 控制算法及在PLC 中的实现3.1.1 PID 控制算法PID 控制器的输入量e 是设定值r 和检测值y 的偏差量，即 ，经过运算，并输出控制信号u 。
PID 控制算法的理想形式为01tc d i de u K e edt T T dt ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭⎰式中 c K ——控制器比例增益； i T ——积分时间；d T ——微分时间。
由理想PID 控制算法连续形式可以得到其离散形式。
离散PID 控制算法有三种不同的形式：位置算法、增量算法、速度算法。
由连续的PID 算法容易的到其位置算法，为()()()()0s 11T kc k sd i ie k e k u k K e e i T T T =--⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦∑其中， s T 为采样周期。
PID 控制增量算法为相邻两次采样时刻所计算的位置值之差，即()()()1u k u k u k ∆=--PID 控制速度算法为增量值除以采样周期，即()()su k v k T ∆=3.1.2 PLC 中的PID 实现由于理想PID 控制算法存在一定的局限性，在实际应用中，理想()3-1()3-2()3-3()3-4PID 要改进之后才能使用。
S7-200 PLC 的PID 指令中，PID 控制算法是基于理想PID 控制算法的改进得到的。
其微分项采用微分先行改进，积分项采用抗积分饱和法改进。
微分先行，是指只对被控量微分，而对偏差无微分作用，这样避免了当改变设定值时对系统产生冲击。
抗饱和积分，是指对计算出的控制量限幅。
在S7-200 PLC 中，积分项MI 的积分公式为()sn cn n iT MI K SP PV MX T =-+ 式中 n MI ——第n 次采样的积分项数值； n SP ——第n 次采样的设定值数值；n PV ——第n 次采样的检测值数值MX ——第n-1次采样的积分项数值。
对控制量的限幅为1.0() 1.0()0.0n n n n n n MX MP MD M MX MP MD M =-+>⎧⎨=-+<⎩式中 n MP ——第n 次采样的比例计算输出数值； n MD ——第n 次采样的积分计算输出数值；n M ——第n 次采样的PID 控制量计算输出数值。
PLC在水泵控制系统中的应用案例
PLC在水泵控制系统中的应用案例自动化控制系统在现代工业中起着至关重要的作用。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常见的控制设备，在许多工业领域中广泛应用。
本文将介绍PLC在水泵控制系统中的一个实际应用案例。
1. 引言水泵在供水、排水、工业生产等领域中扮演着重要的角色。
传统的水泵控制系统使用开关和继电器进行手动控制，操作繁琐且易出错。
而PLC作为一种先进的自动控制设备，能够提高控制系统的可靠性和精确性。
2. PLC控制系统结构PLC控制系统主要包括输入模块、输出模块、PLC主机和编程设备。
输入模块用于检测外部信号，如传感器信号，输出模块用于控制执行器，如水泵电机。
PLC主机是控制系统的核心，负责处理输入信号并输出控制信号。
编程设备则用于编写控制程序。
3. 水泵控制系统案例本案例是一个智能供水系统，使用PLC控制水泵的运行。
系统根据水池中的水位信号来调控水泵的启停，以满足不同水位需求。
具体控制策略如下：- 当水位低于阈值A时，PLC发送启动信号，水泵开始工作；- 当水位达到阈值B时，PLC发送停止信号，水泵停止工作；- 当水位低于阈值A但高于阈值B时，水泵保持工作状态；- 如果水泵连续运行时间超过设定阈值，PLC发送报警信号。
4. 系统工作流程系统的工作流程如下：1）PLC主机接收水位传感器的信号；2）若水位低于阈值A，PLC发送启动信号；3）水泵启动，开始供水；4）若水位达到阈值B，PLC发送停止信号；5）水泵停止工作；6）若水位低于阈值A但高于阈值B，PLC保持水泵工作状态；7）如果水泵运行时间超过设定阈值，PLC发送报警信号；8）系统持续监测水位信号并进行相应的控制操作。
5. 实际效果与优势通过使用PLC控制系统，水泵的运行状态能够根据水位信号实时调控，大大提高了供水系统的智能化程度。
相较于传统的手动控制方法，PLC控制系统具有以下优势：- 自动化程度高：无需人工干预，系统能够根据设定的逻辑条件自动控制水泵的运行；- 精确可靠：PLC控制系统基于准确的传感器信号，能够实时、精准地控制水泵的启停，避免了人为操作错误；- 报警功能：当水泵连续运行时间超过设定阈值时，PLC能够及时发送报警信号，提醒人们进行检修和维护；- 灵活可扩展：PLC控制系统的程序可以根据实际需求进行调整和扩展，方便后续的系统优化和功能升级。
基于PLC实现PID回路控制的供水系统_李瑞程ok
总第97期第3期2008年09月高校实验室工作研究Ser i a l N O.97,NO.3D ec.2008=实验技术与方法>基于PLC实现PI D回路控制的供水系统*李瑞程应柏青(西安交通大学电工电子教学实验中心陕西西安710049)摘要在工业生产中,需要用闭环控制方式来实现流量、压力、温度等连续变化的模拟量控制,使用PLC的数字控制系统P I D控制都得到了广泛的应用。
本文介绍了在实验室环境下,通过实验模型利用PLC 实现P ID控制的方法。
关键词PLC P ID模拟量1PLC实现PI D的控制方式在工业生产中,常需要用闭环控制方式来实现流量、压力、温度等连续变化的模拟量控制,无论使用模拟控制器的模拟控制系统,还是使用计算机(PLC)的数字控制系统PI D控制都得到了广泛的应用。
任何长期运行的系统,在输入和输出之间都要保持质能平衡。
如果系统一直都在平衡状态下运行,控制就很简单。
但是系统经常发生变化,过程控制的重要参数是时间。
系统时间常数可以从几秒到几小时不等。
PI D控制器能根据不同的过程时间常数做出调整,及时处理过程的变化。
PI D控制器根据偏差值和信号变化速率值,以特定的数学方式,调整控制器的输出。
实现PI D控制的常用PI D公式为:C 0=K(E+1/TiQ tEdt+KD[E-E(n-1)]/dt)+b i as 比例积分微分这里,C0:控制输出K:控制增益1/T i:积分增益常数(每分钟的改变量)KD:微分增益常数(分钟)d:t采样时间(分钟)bias:输出偏置值E:偏差,等于给定值减去测量值E(n-1):上一次采样的偏差PLC可以安装带有PI D控制功能的输入/输出模块,也可以用自带的数学函数实现PI D控制功能运算。
图1所示为PLC在PI D 控制回路的典型使用情况。
检测控制变量并产生反馈。
PLC的用户程序通过比较反馈值与设定值产生偏差信号。
然后,控制器发出一个命令,通过改变阀门位置调整偏差。
一种基于PI控制策略的自动化水泵调频脚本设计方法
一种基于PI控制策略的自动化水泵调频脚本设计方法
邹志豪
【期刊名称】《今日自动化》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】在水处理行业,稳定的进水水量是保持出水水质稳定的关键。
目前,大多数生活污水提升泵站所采用的浮球与变频频率调节相结合的控制方式,普遍存在出水稳定性不够、水泵单元能耗浪费较高、无法与污水处理厂联动调控等问题。
文章介绍了一种在组态软件WinCC上基于PI控制策略来实现水泵自动化调频的脚本编程方法,该方法可以根据污水处理厂的实际水量需求反馈至生活污水提升泵站,并实时稳定泵站的出水水量,达到稳定水量、节约能耗、联动控制的目的。
基于组态软件WinCC的普遍性,该方法能够有效并广泛应用于水处理行业,并且已达到预期效果。
【总页数】3页(P163-165)
【作者】邹志豪
【作者单位】吴江市盛泽水处理发展有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
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基于PLC的远程水泵控制系统的设计与开发
基于 PLC的远程水泵控制系统的设计与开发摘要：随着科技的日益创兴发展，PLC技术已经被大量的应用于各种制造、加工和生产领域。
PLC的稳定性、可靠性和自动化等许多良好的特点，使得这种先进的自动化控制器适用于技术要求高的应用场合。
在本文的设计中，详细的介绍了一个基于PLC的远程水泵技术控制系统，以提高水泵的效率和日常运行。
关键词：PLC；水泵；远程控制系统1.引言大家都有着这样的常识，就是我们的生活离不开水，水在我们的工业和日常中都扮演着极其重要的作用，而水泵作为生产日常供水的重要方式，被广泛用于社会的每一个地方。
研究人员的一个重要问题是如何提高水泵的效率，特别是在积极推动绿色社会的背景下，通过使用新技术使水泵的日常管理自动化。
只有通过远程控制水泵才能避免不必要的资源浪费，从而节省足够的人力、物力和财力。
与其他相对发达的国家相比，中国在泵的管理和控制方面仍有许多需要改进之处，特别是在泵的远程控制和监测方面。
在一些不发达的城市和地区，水泵的日常管理和维护仍然需要由人工进行，水泵的自动控制和高效运行仍处于起步阶段。
因此，提高泵的远程控制水平是泵业用户需要解决的一个问题。
当下，PLC通常是被用于自动控制的设备。
从1960年以来，这种技术在英国和美国等科技先进的工业国家已经流行并广泛使用。
当计算机网络技术的快速发展的时候，PLC的演变也使得模拟数据处理、数字数据处理、人类通信和网络控制方面取得了重大进展。
尤其是在上世纪末，PLC技术的不断发展引出了可编程逻辑控制器的出现，它越来越符合现代工业的要求。
当计算机技术持续壮大的时候，它们在日常的生产和生活的许多地方都得到了广泛应用。
由于PLC技术的高度自动化和人机兼容性，该技术在许多制造领域得到支持和应用，如交通、制造加工、采矿、机器人等。
在本文中根据PLC的一般特点和中国水泵控制技术的发展状态，系统的研究了一个基于PLC的远程水泵控制系统。
2.PLC的基本概念PLC是一种可编程逻辑控制器，是信息技术和传统控制设备（如继电器）的理想结合。
PLC闭环控制系统中PID控制器的实现
PLC闭环控制系统中PID控制器的实现PLC闭环控制系统中PID控制器的实现1引言在工业生产中，常需要用闭环控制方式来实现温度、压力、流量等连续变化的模拟量控制。
无论使用模拟控制器的模拟控制系统，还是使用计算机(包括PLC)的数字控制系统，PID控制都得到了广泛的应用。
PID控制器是比例－积分－微分控制的简称，具有(1)不需要精确的控制系统数学模型;(2)有较强的灵活性和适应性;(3)结构典型、程序设计简单，工程上易于实现，参数调整方便等优点。
积分控制可以消除系统的静差，微分控制可以改善系统的动态相应速度，比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求。
2PLC实现PID的控制方式2.1PID过程控制模块这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户使用时序要设置一些参数，使用起来非常方便，一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。
2.2PID功能指令现在很多PLC都有供PID控制用的功能指令，如S7-200的PID指令。
它们实际上是用于PID控制的子程序，与模拟量输入/输出模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果。
2.3用自编的程序实现PID闭环控制有的PLC没有PID过程控制模块和PID控制用的功能指令，有时虽然可以使用PID控制指令，但是希望采用某种改进的PID控制算法。
在上述情况下都需要用户自己编制PID控制程序。
3PLC-PID控制器的实现本文以西门子S7-200PLC为例，说明PID控制的原理及PLC的PID功能指令的使用及控制功能的实现。
3.1PID控制器的数字化PLC的PID控制器的设计是以连续系统的PID控制规律为基础，将其数字化写成离散形式的PID控制方程，再跟据离散方程进行控制程序设计。
在连续系统中，典型的PID闭环控制系统如图1所示。
图1中sp(t)是给定值，pv(t)是反馈量，c(t)是系统的输出量，PID控制的输入输出关系式为:式中:为输出的初始值;M(t)—控制器的输出量，M0e(t)=sp(t)-pv(t)－误差信号;K C比例系数;T I－积分时间常数;T D－微分时间常数。
基于PLC和触摸屏的自动阀门测试控制系统设计
基于PLC和触摸屏的自动阀门测试控制系统设计于蒙;邹志云;赵丹丹;邓德茹;陈立广【摘要】利用PLC和触摸屏设计了一套自动阀门测试控制系统,对化工生产中经常用到的自动阀门进行模拟实际工况的测试.该控制系统实现了阀门测试过程的实时数据采集、控制参数输入、画面监控显示、数据管理、报警提示等多项功能,具有控制灵活、精确度高、故障率低的特点.%A test control system using PLC and touch screen is designed.The automatic valve commonly used in chemical production is tested under the simulated actual conditions.The control system achieves a number of functions of real-time dataacquisition,control parameter input,screen monitor display,data management and alarm with characteristics of flexible control,high accuracy and low failure rate.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2013(049)003【总页数】4页(P38-40,47)【关键词】自动阀门;系统设计;可编程控制器;触摸屏【作者】于蒙;邹志云;赵丹丹;邓德茹;陈立广【作者单位】防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205【正文语种】中文【中图分类】TP206化工生产对阀门的密封性能要求很高，而阀门由于在化工管道中长时间开闭，自身的磨损及不同温度下腐蚀性液体对阀门的腐蚀会对阀门的密封性能造成影响[1]。
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图 08 联机工作方式
$" 电动阀门控制方法
图 !8 $%& 与 $& 机的通讯
电动阀门的自动控制不仅需要有较多的开关量 控制， 还需要实现闭环控制。考虑到控制量是流量，
［ < " 6］ 。 $’ 控制的最大优点是减小 这里采用 $’ 控制
!# !# $" 电动阀门装置 本水泵实验台选用的是 9:(!; " !<& 型电动闸 阀。它的阀门闸板采用楔式结构， 可 #<1= 任意位置 上安装， 不受安装现场条件限制， 可远距离操作。 $%& 对电动闸阀的控制， 是对电动闸阀的电动 执行机构进行控制。 9:(!; " !<& 型电动闸阀选用 的是 9>9 型电动执行机构， 它由可逆电动机、 减速 器、 推力机构、 机械限位组件、 手轮、 弹性连轴器、 反 馈螺旋电位器、 行程限位开关、 电流信号变换器等组 成。$%& 通过控制可逆电动机的正反转来控制电动 闸阀开度的大小。 !# !# %" 工控计算机 万方数据 工控计算机是试验台测量分析系统的中心， 负
收稿日期： !$$% D $" D $W 基金项目：江苏省自然科学基金资助项目 （ XY!$$##$E ） 作者简介：尤亚峰 （ ?ZW? D ） ， 男， 江苏常州人， 硕士研究生， 主要从事水泵自动测控方面的研究。 万方数据 马新华 （ ?Z"E D ） ， 男， 江苏金坛人， 副研究员， 主要从事流体机械的理论、 设计方法和试验研究。
图 ;" 继电反馈系统框图
继电反馈系统的框图 ; 中 , （ -） 是过程的传递 $ 是偏差， %是 函数， . 是控制器输出， . @MI 是设定值， 操作的输入。 因为相位延时是 & !， 所以产生了一个周期是 + J 的极限振荡。因此， 从继电反馈测试得到的极限 频率是
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摘& 要：阀门控制是水泵试验台自动控制系统的一个关键。采用工业控制计算机， 根据专家系统 确定最优工况的各试验流量， 通过泵参数测量仪接收传感器的数据， 对采集的相应数据进行处理分 析并向 <=> 发出指令， <=> 采用 </ 控制方法， 通过 </ 控制的参数设定及自整定。根据 </ 调节的 输出与输入的偏差成正比， 还与偏差对时间的积分成正比， 消除了控制过程中产生的静差， 实现了 阀门闭环调节的精确控制。设计了监控软件、 <=> 软件、 <=> 与工控计算机的通信软件， 实现了水 泵试验的控制、 数据采集和处理。试验表明， </ 控制方法对水泵试验中流量的调节具有较好的稳 定性和动态特性。 关键词：<=> ；水泵试验台；</ 控制；参数自整定；流量调节 & & 中图分类号：A<!%@ B 8 !#& & 文献标识码：C& & 文章编号： ?$$" D E!"# （ !$$% ） $# D $$"$ D $#
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式中 ’ # 为比例增益；) $ 为积分时间常数。 !" !$ %& 控制回路的参数设定及自整定 本系统采用的 *+ & ,(( #-. 带有专门的 #$/ 指 令， 并具有 #$/ 参数自整定功能， 可以对 #$ 控制回 路的参数设定及自整定。通过 *01#+ & 23456 7 8$9 :;< ( 编程软件及调用其中的 #$/ 整定控制面板来 实现。
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第 !" 卷 第 # 期 !$$% 年 % 月
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基于 <=> 的水泵试验台电动阀门 </ 控制的实现
尤亚峰，马新华，李乔军，肖开华
（ 江苏大学 流体机械工程技术研究中心， 江苏 镇江 !?!$?@ ）
第 ( 期8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 尤亚峰等：基于 $%& 的水泵试验台电动阀门 $’ 控制的实现
2!
确性， 而且在快速响应方面也无法满足测试的高精 度要求。现采用电动阀门， 通过计算机进行闭环控 制
［ ! " #］
责接收、 处理、 保存和显示泵参数测量仪传来的数 据， 并通过流量值与设定值的比较， 向 $%& 发出相 应的指令。工控计算机测量系统开发平台为： &? ? @A*BC+D <E 1 ， 使用平台： F*-CGH. 0111 。
系统的稳态误差， 但在一定程度上增加了调节时间。 根据本试验台控制需要， 减少流量调节的稳态误差 是至关重要的， 对调节时间的要求有一定的宽裕。 所以 $’ 控制可很好地满足对电动阀门的控制要求。 在选择反馈信号时， 考虑采用阀门开度或流量 信号， 这两个信号都是系统需要采集的。阀门开度 信号虽然在快速响应上更有优势， 但不能确定相应 的流量值， 无法实现模糊控制， 在这里采用流量信 号。其中 $’ 控制器是通过 )/ " 011 $%& 调用程序 模块实现的， 其控制原理图如图 # 所示。 阀门通过控制台上的开关控制， 有手动和自动