管道流量比值控制PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書（2011/2012學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱：可編程控制器應(yīng)用 題 目：管道流量比值控制PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào):指導(dǎo)教師：劉增環(huán)等設(shè)計(jì)周數(shù)：兩周設(shè)計(jì)成績(jī)：2012年6月21日1、課程設(shè)計(jì)目的2、課程設(shè)計(jì)正文2.1設(shè)計(jì)主要任務(wù)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2設(shè)計(jì)題目管道流量比值控制2.3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5程序分析及框圖2.6編寫PLC梯形圖程序3、程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論4、參考文獻(xiàn)1、PLC課程設(shè)計(jì)目的1.1 掌握 S7-200 系列可編程控制器硬件電路的設(shè)計(jì)方法。1.2 熟練使用 S7-200 系列可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟

2、件程 序的設(shè)計(jì)思路和梯形圖的設(shè)計(jì)方法。1.3 掌握 S7-200 系列可編程控制器程序的應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運(yùn)行方法。1.4 在完成可編程控制器為下位機(jī)的相關(guān)控制程序的基礎(chǔ)上， 用組態(tài)軟件編程實(shí) 現(xiàn)上位機(jī)的控制及其相關(guān)監(jiān)控界面。1.5通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生能熟練掌握數(shù)據(jù)的查詢 （圖書、網(wǎng)絡(luò)），PLC課程所獲知識(shí)在工程設(shè)計(jì)工作中綜合地加以應(yīng)用，使理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來2、課程設(shè)計(jì)正文2.1 設(shè)計(jì)主要任務(wù)1. 了解管道流量比值控制系統(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. 明確各路檢測(cè)信號(hào)到PLC的輸入通道和明確PLC到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出通道。3. 繪制出流量控制系統(tǒng)的電路原理

3、圖，編制 I/O 地址分配。4. 編制PLC程序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)試。2.2設(shè)計(jì)題目管道流量比值控制PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1 此系統(tǒng)有兩路供水系統(tǒng)。第一路由異步電動(dòng)機(jī)（不具備調(diào)速功能）和和水泵 構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)。 第二路由變頻器、 電動(dòng)機(jī)和水泵構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)， 依靠動(dòng)力系統(tǒng)的 變頻調(diào)速控制流量，用電磁流量計(jì)檢測(cè)流量。2. 本系統(tǒng)把第一路的流量（檢測(cè)值）乘以設(shè)定的比例系數(shù)后的值作為流量給定值， 控制第二供水管道的流量?？刂破鞑捎?PID算法決定變頻器的給定值，從 而實(shí) 現(xiàn)兩路流量的按比例控制。 2.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬量輸入有渦流流量傳感器和電磁流量傳感器組成， PLC選西門子S7 200 系列中

4、的226,上位機(jī)和下位機(jī)的電纜采用 RS458通訊電纜。第一路由異步電 動(dòng)機(jī)和水泵構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)，第二路由變頻器、電動(dòng)機(jī)和水泵構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)。端口分配表輸入端子號(hào)輸出端子號(hào)地址號(hào)信號(hào)名稱說明1AIW0第一路供水系統(tǒng)渦流流量傳感 器輸入位162AIW2第二路供水系統(tǒng)電磁流量傳感 器輸入16位1AQW0輸出控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16位2AQW4輸出控制變頻器位1611積分時(shí)間TiVD120/VD22032位，設(shè)定為0.5分2.4軟件系統(tǒng)，序號(hào)名稱地址說明1渦流流量傳感器AIW016位2電磁流量傳感器AIW216位3電動(dòng)調(diào)節(jié)閥AQW016位4變頻器AQW416位5PID表地址VB100/VB2008位6PV過程

5、變量VD100/VD20032位7SP設(shè)定值VD104/VD20432位8M輸出VD108/VD20832位9K增益VD112/VD21232位，設(shè)定為0.7510Ts采樣時(shí)間.VD116/VD216秒0.25位，設(shè)定為32內(nèi)存變量分配表11 積分時(shí)間TiVD120/VD22032位，設(shè)定為0.5分12Td微分時(shí)間VD124/VD22432位，設(shè)定為0分13積分前項(xiàng)VD128/VD22832位14過程變量前值VD132/VD23232位150時(shí)間間隔定時(shí)中斷SMB34/SMB35250毫秒8位，設(shè)定為2.5程序分析及框圖在系統(tǒng)中有兩路供水系統(tǒng)，要求控制第二路流量跟隨第一路流量， 并保持設(shè)定的

6、比例，控制系統(tǒng)采用PID控制算法，把第一路的流量乘以設(shè)定的比例系數(shù)后的 值作為流量給定值，控制第二路供水管道的流量。主程序0B1功能是PLC首次運(yùn)行時(shí)利用SM0.1調(diào)用初始化子程序，使子程序只執(zhí)行一次，子程序SBRO為初 始化程序，形成PID回路表，建立100毫秒的定時(shí)中斷，并開中斷。中斷系統(tǒng)的功能是把第一路的流量 AIW0乘以設(shè)定的比例系數(shù)后的值作為流量 給定值送入PID回路表，將第一路的流量 AIW2的值作為過程變量送入PID回 路表，把PID運(yùn)算的輸出值送到AQW0中，從而控制第二路水 泵的速度?？刂圃韴D1（控制主回路）值給定一一調(diào)動(dòng)運(yùn)算電PI節(jié)閥（0.0 1.0）異步電機(jī)渦流流感器流

7、流量渦乘器傳感以比例PI運(yùn)算變頻器制水泵異步電機(jī)電磁流感器控.原理圖2 （控制副回路）程序框圖1 （控制主回路）主子程序主子中主程序 值毫250建立秒的定時(shí)中 允許中斷PID運(yùn)算 運(yùn)算輸岀到 AQW0，控制送入回路子程序表作為設(shè)定 子程序值斷首回次運(yùn)行建立 PID給定值數(shù)主路表時(shí)調(diào)用 斷AIW0輸連接定時(shí)中入回路表斷與主中斷作為過程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥.程序框圖2 （控制副回路跟隨主回路）副子程序副子中主子中斷斷調(diào)用副子建立PID回VD100乘路表程序以比例系數(shù)送入回路表作為毫建立250設(shè)定值秒的定時(shí)中斷AIW2輸連接定時(shí)中入回路表斷與副中斷作為過程子程序值PID運(yùn)算 允許中斷運(yùn)算輸岀到 AQW4，控制

8、 副回路跟隨2.6程序梯形圖地址匚子中斷0INTO中斷程序注釋I絡(luò)2主程厚入主子程序0 h副子程序k主子中斷0 k副子中斷/I J_L爲(wèi) -連It 帚堇ZJ一囂-frlgl前迥臼鍛網(wǎng)絡(luò)43. 總結(jié)由于平時(shí)大家都是學(xué)理論，沒有過實(shí)際開發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿到的時(shí)候都不知道怎 么做。但通過各方面的查資料并學(xué)習(xí)。我們基本學(xué)會(huì)了 PLC設(shè)計(jì)的步聚和基本方 法。分組工作的方式給了我與同學(xué)合作的機(jī)會(huì)，提高了與人合作的意識(shí)與能力。 通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了 PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方 法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做 實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是

9、思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們 把自己想出來的程序與到PLC中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行 的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì) PLC的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。通過合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué) 都沒有過深入的交流，在設(shè)計(jì)的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人負(fù) 責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問題， 在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過程中， 每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極.向同學(xué)說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表 達(dá)能力。在設(shè)計(jì)的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。 在學(xué)習(xí)的過程中， 不是每一個(gè) 問題都能自己解決， 向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法， 不是有句話叫 做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。最后要對(duì)各位辛勤指導(dǎo)的各位老師表示忠心的感謝4 參考文獻(xiàn)1