基于plc液面控制综合系统开题报告.docx

天津职业技术师范大学
Tianjin University of Technology and Education

毕 业 设 计 开 题 报 告

  基于PLC液位控制系统设计  

学 院：  自动化和电气工程学院  
班 级：  测控１１０１      
学生姓名：  吴志祥         
指导老师：  姚青梅         
职 称：  讲师          

年 11 月 27 日

毕业设计开题汇报
课题题目
基于PLC液位控制系统设计
课题起源
生产实践
是否实做 □
结果形式
毕业设计 ■ 毕业论文 □
开题汇报内容（可另附页）

见附页

指导老师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否含有等）
课题难度适中，工作量饱满，进度安排较合理，含有工作条件。

指导老师署名：          
年 月 日
教授组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达成毕业设计（论文）纲领要求、整改意见等）

教授组组员签字：             教学院长（签章）：     
年 月 日

附  页
一、 研究目标和意义
1. 研究背景意义：
大家生活和工业生产常常会包含到水箱液位控制问题，比如锅炉，食品加工，居民生活用水，污水处理等，在这个过程中仅仅靠人工来调整是远远不够。为了处理人工 控制控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题。从而我们现在就引入了工业生产自动化控制。在自动化控制工业生产过程中，一个很关键控制参数就是液位。一个系统液位是否稳定，直接影响到了工业生产安全是否、生产效率高低、能源是否能够得到合理利用等一系列关键问题。伴随现在工业控制要求越来越高，通常自动化控制已经也不能够满足工业生产控制需求，所以我们就又引入了可编程逻辑控制既PLC。引入PLC使控制方法愈加集中、有效、愈加立即。液位控制系统它使我们生活、生产全部带来了不可想象改变。它使在控制中愈加安全，节省了更多劳动力，更多时间。
2. 研究目标：
熟悉PLC控制系统设计方法， 掌握PLC硬件及软件设计基础方法。同时，掌握电气控制系统通常设计过程，培养科学思维方法，正确设计思想和处理实际问题能力。
二、 研究关键内容:
1. 应用所学知识设计一款液位控制系统
2. 试验初步方案:采取是水箱液位PID调整，有两级水箱，假如控制一个水箱是单回路反馈PID控制。单回路系统是指在一个调整对象上用一个PID调整来保持参数很定，而调整器只接收一个测量信号，其输出也只控制一个实施机构，两个水箱液位经过串级反馈回路来控制。
3.需要注意是打开水箱出水阀至合适位置。系统经过PLC控制液位高度， 实现方法是，经过液位传感器把检测到信号变成对应电信号传到PLC模拟输入通道中，由PLC经过PID算法计算得出输出信号，经过信号处理输出到实施器电动调整阀中控制阀门开度，使得液位达成指定高度，这个过程需要一定时间，输出信号和电动调整阀开度成正比，反之控制器参数选择不适宜，则会使得控制质量变坏，达不到预期效果。所以PID参数选择是很关键，要很好去整定，系统能够设定百分比积分微分参数，观察积分效果，使用百分比控制、百分比积分控制和百分比积分微分控制进行试验，将她们得到结果进行对比，就能够知道3个步骤分别作用。系统控制图图2-1所表示

图2-1系统控制图
其中SV给定信号，由用户经过计算机设定，PV为控制变量，它们差是PID调整器输入偏差信号，经过PLCPID运算后输出，调整器输出信号经过PLCD/A转换成4-20ma模拟电信号后输出到电动调整阀中调整阀开度，以控制水流量，使得水箱液位保持设定值。水箱液位经过压力变送器检测转换为对应电信号输入到PLC输入接口，再经过A/D转换成控制量PV，给定值SV和控制量PV经过PLCCPU检验运算成了偏差信号e，又输入到PID调整器中，又开始了新调整，所以系统能实时调整水箱液位。
三、 具体实施计划时间安排以下：
时间安排
进程
课前介入
确定开题汇报并初步了解
第一、二周
查阅搜集相关技术资料为设计做准备
第三、四面
总体方案设计并进行论证
第五、六周
确定方案
第七、八周
搭建系统并编写控制程序
第九、十周
完善控制系统和程序
第十一、十二周
撰写毕业设计论文，准备毕设答辩
 四、关键参考文件
[1] 廖常初.PLC编程及应用，北京：机械工业出版社，
[2] 吴秋峰.自动化系统计算机网络 ，北京：机械工业出版社，
[3] 赖寿宏.微型计算机控制技术，北京：机械工业出版社，
[4] 席裕庚.估计控制. 国防工业出版社. 1993
[5] 舒迪前.估计控制系统及其应用，北京：机械工业出版社,
[6] 廖常初.S7-300/400 PLC应用技术，北京：机械工业出版社,
[7] 侯志林.过程控制和自动化仪表，北京：机械工业出版社,
[8] 钟肇燊、冯太合、陈宇驹.西门子S7-300系列PLC及应用软件STEP7，广州：华 南理工大学出版社，
[9] 薛定宇 .反馈控制系统设计和分析－MATLAB语言应用. 清华大学出版社， [10] 王万良.自动控制原理. 科学出版社，
[11] 张聚才，张宝江.PLC硬件应用注意事项.电工技术，1998，212（8）：16-19 [12] S7-300/400系统和标准功效参考手册
[13] 赵卫东、辛宏、王元、刘和平.PLC在温度控制系统中应用，仪器仪表学报， ，22（4）：470-472
[14] WinCC手册 [15] 周万珍、高鸿斌.PLC分析和设计应用，北京：电子工业出版社 ，
[15] 陈元杰，汪洋，苏宏业，褚健。串级控制PID参数自整定算法，控制和决议，1996，11（5）：580-583
[16] Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J].Powder and Bulk Engineering.1995.
[17] Behzad Razavi.Design of Analog CMOS Integrated Circuits[M].:1-18.