基于PLC和組態(tài)技術(shù)的水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、整理ppt基于基于PLCPLC和組態(tài)技術(shù)的水箱液位串級(jí)和組態(tài)技術(shù)的水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)答辯本科畢業(yè)答辯學(xué) 生：指導(dǎo)教師：電氣與信息工程系 2011年6月整理ppt論文主要內(nèi)容論文主要內(nèi)容u課題研究的目的、意義和系統(tǒng)功能u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)u系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)u系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài) u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試FCS系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試PLCSIM離線仿真調(diào)試u全文總結(jié)整理ppt1 1 課題研究的目的、意義課題研究的目的、意義n課題研究的目的和意義: 液位控制液位控制問題是工業(yè)生產(chǎn)過程中的一類常見問題，例如在飲料、食品加工、溶液過建，化工

2、生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程都需要對(duì)液位進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，以PLCPLC和組態(tài)軟件和組態(tài)軟件為單元，可以組成從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種工業(yè)控制系統(tǒng) ,本文正是基于上述思路，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于STEP7STEP7和和WINCCWINCC的液位控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)簡(jiǎn)單可靠本文在STEP7STEP7環(huán)境中編寫了傳統(tǒng)的PID控制算法和程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙容水箱液位的控制。 整理ppt課題研究的目的、意義課題研究的目的、意義 本次設(shè)計(jì)所采用的是FCSFCS的控制方案，F(xiàn)CSFCS，即現(xiàn)場(chǎng)總線控制?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。所以掌握好這種技術(shù)對(duì)我們自動(dòng)化的學(xué)生來說，是很

3、重要的，對(duì)我們今后的發(fā)展也至關(guān)重要。整理ppt 系統(tǒng)總貌圖系統(tǒng)總貌圖 整理ppt設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能n 系統(tǒng)功能指標(biāo): 1.分析串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，并建立水箱 液位串級(jí)控制系統(tǒng)的模型； 2.利用STEP7軟件對(duì)對(duì)象進(jìn)行正確的硬件 配置，并采用西門子提供的PLC編程語 言編寫好控制程序。 3.利用WINCC組態(tài)軟件編寫水箱液位的串 級(jí)控制系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控程序。 整理ppt論文主要內(nèi)容論文主要內(nèi)容u課題研究的目的、意義和系統(tǒng)功能u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)u系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)u系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài) u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試FCS系統(tǒng)實(shí)物

4、調(diào)試PLCSIM離線仿真調(diào)試u全文總結(jié)整理ppt2 2 水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)n 設(shè)計(jì)總體分析: 本次設(shè)計(jì)為水箱液位的串級(jí)控制系統(tǒng)，它是由主控、副控兩個(gè)回路組成。主控回路中的調(diào)節(jié)器稱主調(diào)節(jié)器，控制對(duì)象為中水箱，中水箱的液位為系統(tǒng)的主控制量。副控回路中的調(diào)節(jié)器稱副調(diào)節(jié)器，控制對(duì)象為上水箱，又稱副對(duì)象，上水箱的液位為系統(tǒng)的副控制量。主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定，因而副控回路是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。副調(diào)節(jié)器的的輸出直接驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而達(dá)到控制中水箱液位的目的。整理ppt 水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 整理ppt水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

5、水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)n 原理分析: 將上述的結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化為下圖，則：雙容水箱的數(shù)學(xué)模型可看成兩個(gè)兩個(gè)單容水箱數(shù)學(xué)模型的乘積，即兩個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)的乘積，其傳遞函數(shù) 整理ppt水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖所示，所以雙容水箱串級(jí)控制的數(shù)學(xué)模型可用一個(gè)二階慣性環(huán)節(jié)來描述：其中，Kk1k2，為雙容水箱的放大系數(shù)，T1、T2分別為兩個(gè)水箱的時(shí)間常數(shù)。整理ppt水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)n PID控制系統(tǒng): 本系統(tǒng)調(diào)節(jié)器采用的控制規(guī)律為PID控制，即比例、積分、微分控制，其調(diào)節(jié)規(guī)律如下： （1）比例：數(shù)學(xué)表述為 （2）積分：數(shù)學(xué)表述為 （3

6、）微分：數(shù)學(xué)表述為整理ppt水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)n 硬件配置: 整理ppt水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)n監(jiān)控系統(tǒng): 整理ppt論文主要內(nèi)容論文主要內(nèi)容u課題研究的目的、意義和系統(tǒng)功能u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)u系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)u系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài) u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試FCS系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試PLCSIM離線仿真調(diào)試u全文總結(jié)整理ppt3 3 系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n S7-400系統(tǒng)概述:S7-400是通用可編程控制器，它廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)

7、化領(lǐng)域，涉及多個(gè)行業(yè)，可用于組建集中式或分布式結(jié)構(gòu)的測(cè)控系統(tǒng)，重點(diǎn)在于為生產(chǎn)制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個(gè)通用的自動(dòng)化平臺(tái)，性能優(yōu)良，運(yùn)行可靠。 S7-400PLC主要模塊有中央處理器單元（CPU）模塊、信號(hào)（SM）模塊、通信（CP）模塊、功能（FM）模塊；輔助模塊有電源（PS）模塊、接口（IM）模塊 整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n STEP7軟件介紹: STEP 7是用于 SIMATIC S7-300/400站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語句表。它是SIEMENS SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。S

8、TEP 7以其強(qiáng)大的功能和靈活的編程方式廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，下圖顯示了該軟件是如何對(duì)PLC硬件進(jìn)行編程和組態(tài)的。整理ppt STEP7 STEP7的編程過程的編程過程 整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n 硬件組態(tài): 硬件主要由以下幾部分構(gòu)成： （1）電源模塊：PS 407 4A （2）控制器：CPU 412-3H （3）DP/PA耦合器：IM 157 PA （4）模擬量輸入輸出模塊：IM 153-1 （5）通信模塊：CP 443-1 （6）傳感器模塊：四類傳感器 （7）變頻器模塊：西門子變頻器 整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)

9、軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n 硬件組態(tài)連接: 在STEP7軟件硬件組態(tài)中選擇機(jī)架，機(jī)架導(dǎo)軌一號(hào)槽中放置電源模塊，二號(hào)槽中放置控制器模塊，在控制器模塊的DP通訊接口上連接上模擬量輸入輸出模塊、變頻器模塊和耦合器，耦合器上連接上四個(gè)傳感器，將所測(cè)數(shù)據(jù)傳給DP鏈路，最后，在四號(hào)槽中放置通信模塊，進(jìn)行通訊連接、程序下載。整理ppt系統(tǒng)硬件組態(tài)圖系統(tǒng)硬件組態(tài)圖整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n 程序項(xiàng)目建立: 首先雙擊桌面上的 進(jìn)入到SIMATIC MANAGER界面，進(jìn)入主菜單“文件”，選擇“新建項(xiàng)目向?qū)А?，彈出以下的窗?整理ppt系

10、統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì) 單擊下一步按鈕，在新項(xiàng)目選擇CPU的型號(hào)為CPU412-3H,如下示： 整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì) 單擊下一步按鈕，選擇需要生成的邏輯塊，至少需要生成作為主程序的組織塊OB1。在程序的語言選擇上選擇LAD語言，即梯形圖語言，如下示：整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì) 單擊下一步按鈕，輸入項(xiàng)目的名稱為水箱液位，單擊完成按鈕生成項(xiàng)目，如下示：整理ppt整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序

11、設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n 通信設(shè)置: 西門子S7-400系列的PLC，與PC建立通信的方式有兩種，分別是： （1）用以太網(wǎng)的方式來建立通信； （2）用仿真軟件來仿真調(diào)試，那么就通過仿 真軟件PLCSIM的方式來建立通信。整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)整理ppt系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組 態(tài)和程序設(shè)計(jì)態(tài)和程序設(shè)計(jì)n 程序下載: 將硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)完成以后，設(shè)置后通信的接口以后，就點(diǎn)擊STEP7管理器界面窗口中的圖標(biāo) ，將程序下載到CPU中，這樣就可以進(jìn)行實(shí)物的調(diào)試運(yùn)行或者PLCSIM仿真了。整理ppt論文主要內(nèi)容論文主要內(nèi)容

12、u課題研究的目的、意義和系統(tǒng)功能u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)u系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)u系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài) u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試FCS系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試PLCSIM離線仿真調(diào)試u全文總結(jié)整理ppt4 4 系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài)n WINCC軟件簡(jiǎn)介: WINCC指的是Windows Control Center，它是在生產(chǎn)和過程自動(dòng)化中解決可視化和控制任務(wù)的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)交換使其具有高度的實(shí)用性。 整理ppt系

13、統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài)n 項(xiàng)目建立: 整理ppt系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài)n 驅(qū)動(dòng)連接: 在WINCC主界面中打開變量管理器，選中“SIMATIC S7 Protocol Suite.CHN”項(xiàng)，如圖所示： 整理ppt系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài) 選中該選項(xiàng)的PROFIBUS，“新建驅(qū)動(dòng)程序連接”即可，如圖所示： 整理ppt系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài)n 變量定義: 雙擊“s7sim”選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中

14、選擇組態(tài)“新建變量”即可，如圖示： 整理ppt系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài)n 畫面組態(tài): 整理ppt系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立 和界面組態(tài)和界面組態(tài)n 變量關(guān)聯(lián): 選中組態(tài)對(duì)話框中輸入輸出域，在彈出的組態(tài)對(duì)話框中，進(jìn)行變量的關(guān)聯(lián)即可，如圖示：整理ppt系統(tǒng)監(jiān)控總圖系統(tǒng)監(jiān)控總圖整理ppt論文主要內(nèi)容論文主要內(nèi)容u課題研究的目的、意義和系統(tǒng)功能u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)u系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)u系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài) u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試FCS系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試PLCSIM離線仿真調(diào)試u全文總結(jié)整理pptFCSFCS系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試在3107實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物調(diào)試整理pptPLCSIMPLCSIM離線仿真調(diào)試離線仿真調(diào)試整理ppt整理ppt論文主要內(nèi)容論文主要內(nèi)容u課題研究的目的、意義和系統(tǒng)功能u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)u系統(tǒng)下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)u系統(tǒng)上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài) u水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試FCS系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試PLCSIM離線仿真調(diào)試u全文總結(jié)整理ppt6 6 全文總結(jié)全文總結(jié)n對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)FCS有一定的了解，為以后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。n對(duì)過程控制中廣泛使用的PA總線智能化儀表：SITRANS P