基于PLC的串級(jí)控制程序的課程設(shè)計(jì)

1、科信學(xué)院PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書（2011 /2012 學(xué)年第 二 學(xué)期）課程名稱 ： PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目 ：水箱液位和注水流量串級(jí)控制 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) ： 09級(jí)自動(dòng)化2班 學(xué)生姓名 ： 郭曉明 王玉祥 李學(xué)超 學(xué) 號(hào)： 090412217 指導(dǎo)教師 ： 劉增環(huán),王艷芬 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 2周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2012年 6月 21日 目 錄1.課程設(shè)計(jì)目的 22.設(shè)計(jì)正文 22.1 技術(shù)要求 22.2 方案設(shè)計(jì) 2 2.3 I/O口分配表 22.4 系統(tǒng)分析 22.5 PLC程序 2主程序 4子程序 4中斷子程序0 4中斷子程序1 5 2.4 電路設(shè)計(jì) 63、課程設(shè)計(jì)總結(jié)

2、 74、參考文獻(xiàn) 81、課程設(shè)計(jì)目的通過本次課程設(shè)計(jì),加深對(duì)PLC知識(shí)的理解；了解力基于PLC的過程控制工程設(shè)計(jì)流程及方法；重點(diǎn)掌握PLC的I/O地址分配、信號(hào)采集、PID控制算法、程序編輯以及調(diào)試運(yùn)行方法。結(jié)合課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，熟悉過程控制工程中需要編寫的技術(shù)文檔；加強(qiáng)對(duì)PLC編程能力；培養(yǎng)全面、周到的考慮實(shí)際問題的習(xí)慣；學(xué)會(huì)查閱有關(guān)專業(yè)技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，提高進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力并完成課程設(shè)計(jì)相關(guān)任務(wù)。（1）了解水箱液位控制系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)、閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和PID控制算法。（2）逐一明確各路檢測(cè)信號(hào)到PLC的輸入通道，包括傳感器的原理、連接方法、信號(hào)種類、信號(hào)調(diào)節(jié)電路、引入PLC的接線以

3、及PLC中的編址。（3）逐一明確PLC到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入通道，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類和工作原理，驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成，PLC輸出信號(hào)的種類和地址。（4）繪制水箱液位控制系統(tǒng)的電路原理圖，編制I/O口地址分配表。（5）編制PLC的程序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，要求盡可能多地在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上演示控制過程。2、課程設(shè)計(jì)正文2.1技術(shù)要求水箱液位和注水流量串級(jí)控制系統(tǒng)主要由水箱、管道、水泵、異步電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制電器、水壓力傳感器、渦輪流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、可編程控制器及其輸入（檢測(cè)）輸出（控制）通道電路構(gòu)成。其中電動(dòng)機(jī)和水泵作為動(dòng)力系統(tǒng)。系統(tǒng)中由電位器設(shè)置液位給定值，水壓力傳感器檢測(cè)液位，采用PID算法得出流量

4、給定值。渦輪流量計(jì)檢測(cè)流量，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制流量，采用PID算法得出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度控制值，實(shí)現(xiàn)流量的控制。流量控制是內(nèi)環(huán)（副調(diào)節(jié)器），液位控制是外環(huán)（主調(diào)節(jié)器）。系統(tǒng)電源由接觸器和按鈕控制。系統(tǒng)電源接通后PLC進(jìn)行必要的自檢和初始化?？刂破魇盏较到y(tǒng)啟動(dòng)按鈕動(dòng)作信號(hào)后，通過接觸器接通到電機(jī)電源，啟動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)工作。開始兩個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制。2.2 方案設(shè)計(jì)壓力傳感器液位PLC電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電位器流量渦輪流量計(jì)2.3I/O口分配表I/O口作 用I0.0自動(dòng)/手動(dòng)控制切換AIW0壓力傳感器輸出信號(hào)AIW2渦輪流量計(jì)的輸出信號(hào)AQW0電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制量2.4系統(tǒng)分析啟動(dòng)系統(tǒng)，由電位器控制給定液位，注水管注水，

5、壓力傳感器把檢測(cè)信號(hào)輸入到AIW0口與電位器給定信號(hào)相比較，作為住調(diào)節(jié)器。渦輪流量計(jì)檢測(cè)注水管流量，把信號(hào)傳遞給AIW2口，作為副調(diào)節(jié)器，由AQW0口輸出控制信號(hào)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，控制注水流量，從而保持液位維持給定液位不變。2.5 PLC程序MAINSBR_0INT0INT12.6電路設(shè)計(jì) AIW0+ AQW0+ AIW0- AQW0_AIW1+ AIW1- Em235壓力傳感器渦輪流量計(jì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥PLCI0.0+I0.0-3、課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)鍛煉并提高了我們?cè)赑LC理論基礎(chǔ)上的綜合設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新能力以及系統(tǒng)的安裝、調(diào)試能力。我們組成員之間通過的相互配合，積極查閱資料，優(yōu)選方案，編輯

6、程序，實(shí)驗(yàn)調(diào)試，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告等一系列過程，綜合運(yùn)用了理論知識(shí)，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，以及創(chuàng)新意識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們?cè)O(shè)計(jì)的思想和基本框架，使我們懂得了基于PLC的過程控制設(shè)計(jì)的基本原則，設(shè)計(jì)方法和步驟，測(cè)試及故障分析和排除。課程設(shè)計(jì)的這兩周以來，我們學(xué)到了很多書上所學(xué)不到的知識(shí)，也體驗(yàn)到了許多以前未體會(huì)過的辛苦?？偟膩碚f，受益良多！最主要得是培養(yǎng)了我們分析得能力，很好的鍛煉了自信心。自信可以說也是一種文化，在這樣的文化里，只要敢于嘗試，就永遠(yuǎn)不會(huì)輸，只有那些不相信自己不去嘗試的人，才是絕對(duì)的失敗者。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生操作技能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而技能的形成則是學(xué)生通過觀察、模仿、實(shí)踐來重復(fù)

7、教師所演示的動(dòng)作和反復(fù)練習(xí)來實(shí)現(xiàn)的。兩周的課程設(shè)計(jì)，時(shí)間不長(zhǎng)，各部分工作可以分配到的時(shí)間就更短，但是我們還是學(xué)到了很多東西。本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我們很重要，是我們學(xué)習(xí)實(shí)踐中的重要環(huán)節(jié)。兩周課程設(shè)計(jì)中感觸最深的便是理論聯(lián)系實(shí)踐的重要性。在以前我們學(xué)的都是一些理論知識(shí)，比較注重理論性，而較少注重我們的動(dòng)手鍛煉。而這一次的實(shí)習(xí)不光要懂得理論知道，更多的是要我們動(dòng)手做，好多東西看起來十分簡(jiǎn)單，一看圖都懂，但沒有親自去做它，你就不會(huì)懂理論與實(shí)踐是有很大區(qū)別的，看一個(gè)東西簡(jiǎn)單，但它在實(shí)際操作中就是有許多需要注意的地方。我們這次的實(shí)習(xí)就是要我們打破理論和實(shí)踐之間的間隔，跨過理論和實(shí)踐之間的鴻溝，或許是我們成長(zhǎng)的又一次飛躍。在本次實(shí)習(xí)中，感謝老師對(duì)我們的嚴(yán)格要求，使我們學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí)，增強(qiáng)我們的自信心，同時(shí)也使自己明白自己存在著很大的不足，認(rèn)識(shí)到了自己的缺點(diǎn)。在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合，不斷