單容水箱液位恒值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、過程限制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)專業(yè)：自動化設(shè)計(jì)題目：單容水箱液位恒值限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級：自動化0841學(xué)生姓名:王歡學(xué)號：15指導(dǎo)教師：尹振紅分院院長：許建平教研室主任：方健電氣工程學(xué)院一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1 .設(shè)計(jì)內(nèi)容針對某廠的液位限制過程與要求實(shí)現(xiàn)模擬限制,其工藝過程如下：用泵作為原動力,把水從低液位池抽到高液位池,實(shí)現(xiàn)對高液位池液位高度的自動限制.具體設(shè)計(jì)內(nèi)容是利用西門子S7-200PLC作為限制器,實(shí)現(xiàn)對單容水箱液位高度的定值限制,同時利用MCGS組態(tài)軟件建立單容水箱液位限制系統(tǒng)的監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的目的.2 .設(shè)計(jì)要求1以RTGK-2型過程限制實(shí)驗(yàn)裝置中的單個水箱作為被控對象、PLC作為限制器

2、、靜壓式壓力表作為檢測元件、電動調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器構(gòu)成一個單容水箱單閉環(huán)限制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對水箱液位的恒值限制.2PLC限制器采用PID算法,各項(xiàng)限制性能滿足要求：超調(diào)量015%,穩(wěn)態(tài)誤差&±0.1;調(diào)節(jié)時間ts060s；3組態(tài)測控界面上,實(shí)時設(shè)定并顯示液位給定值、測量值及限制器輸出值；實(shí)時顯示液位給定值實(shí)時曲線、液位測量值實(shí)時曲線和PID輸出值實(shí)時曲線；并能顯示歷史曲線.4選擇適宜的整定方法確定PID參數(shù),并能在組態(tài)測控界面上實(shí)時改變PID參數(shù)；5通過S7-200PLC編程軟件Step7實(shí)現(xiàn)PLC程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；6分析系統(tǒng)根本限制特性,并得出相應(yīng)的結(jié)論；7設(shè)計(jì)完成后,提交打印設(shè)計(jì)

3、報(bào)告.3 .參考資料1邵裕森,戴先中主編.過程限制工程第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.20032崔亞嵩主編.過程限制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書校內(nèi)3廖常初主編.PLC編程及應(yīng)用第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.20074吳作明主編.工業(yè)組態(tài)軟件與PLC應(yīng)用技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.20074 .設(shè)計(jì)進(jìn)度2021年12月5日至2021年12月19日時間設(shè)計(jì)內(nèi)容2021.12.52021.12.67布置設(shè)計(jì)任務(wù)、查閱資料、進(jìn)行硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)編制PLC限制程序,并上機(jī)調(diào)試;2021.12.89利用MCGS組態(tài)軟件建立該系統(tǒng)的工程文件2021.12.1213進(jìn)行MCGS與PLC的連接與調(diào)試進(jìn)行PID參數(shù)整定2021

4、.12.1415系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試,實(shí)現(xiàn)單容水箱液體定值限制2021.12.16辯論2021.12.1719寫設(shè)計(jì)報(bào)告書5.設(shè)計(jì)時間及地點(diǎn)設(shè)計(jì)時間：上午：8:0011:00下午：1:004:00晚上：6:009:00設(shè)計(jì)地點(diǎn)：新實(shí)驗(yàn)樓,過程限制實(shí)驗(yàn)室(310)機(jī)房(323)二、評語及成績評分工程評分標(biāo)準(zhǔn)量化分?jǐn)?shù)1.獨(dú)立分析與解決問題的能力很強(qiáng)較強(qiáng)一股不能102組態(tài)界面設(shè)計(jì)、PLC程序編制及系統(tǒng)調(diào)試界面程序硬件分析謊:353.報(bào)告撰寫情況規(guī)范整潔邏輯雜亂有254.輔導(dǎo)答疑積極認(rèn)真應(yīng)付消極105.設(shè)計(jì)態(tài)度積極認(rèn)真應(yīng)付消極107.出勤全勤缺勤次數(shù)10附加評語量化總分課程設(shè)計(jì)成績:指導(dǎo)教師:過程限制系統(tǒng)課程

5、設(shè)計(jì)報(bào)告班級：自動化0841姓名：王歡學(xué)號：15指導(dǎo)教師：尹振紅撰寫日期：2021-12-16摘要本文根據(jù)液位系統(tǒng)過程機(jī)理,建立了單容水箱的數(shù)學(xué)模型.在設(shè)計(jì)中用到的PID算法提到得較多,PLC方面的知識較少.并根據(jù)算法的比擬選擇了增量式PID算法.建立了PID液位限制模擬界面和算法程序,進(jìn)行了系統(tǒng)仿真,并通過整定PID參數(shù),同時得出了整定后的仿真曲線和實(shí)際曲線.本文的主要內(nèi)容包括：PLC的產(chǎn)生和定義、過程限制的開展、水箱的特性確定與實(shí)驗(yàn)曲線分析,FX2系列可編程限制器的硬件掌握,PID參數(shù)的整定及各個參數(shù)的限制性能的比擬,應(yīng)用PID限制算法所得到的實(shí)驗(yàn)曲線分析,整個系統(tǒng)各個局部的介紹和講解PL

6、C的過程限制指令PID指令來控制水箱水位.PLC在工業(yè)自動化中應(yīng)用的十分廣泛.PID限制經(jīng)過很長時間的開展,已經(jīng)成為工業(yè)中重要的限制手段.本設(shè)計(jì)就是基于PLC的PID算法對液位進(jìn)行限制.PLC經(jīng)傳感電路進(jìn)行液位高度的采集,然后經(jīng)過自動調(diào)節(jié)方式來確定完P(guān)ID參數(shù)后,通過限制直流泵的工作時間來實(shí)現(xiàn)液位的限制.MCG甑視與限制通用系統(tǒng)是用于快速構(gòu)造上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),系統(tǒng)的監(jiān)測環(huán)節(jié)就是通過MCG來設(shè)計(jì)的.這樣我們就可以通過組態(tài)畫面對液位高度和泵的起停情況進(jìn)行監(jiān)測,而且可以對PLC進(jìn)行啟動、停止、液位高度設(shè)置等限制.整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、簡單實(shí)用,MCGSfPLC通信流暢.過程限制是指對溫度、壓

7、力、流量等模擬量的閉環(huán)限制.作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的限制算法程序,完成閉環(huán)限制.PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)限制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法.大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊.PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序.過程限制在冶金、化工、熱處理、鍋爐限制等場合有非常廣泛的應(yīng)用.目錄目錄第一章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析01.1 課程設(shè)at內(nèi)容01.2 課程設(shè)計(jì)要求分析01.3 PID限制的原理和特點(diǎn)01.3.1 比例(P)限制及調(diào)節(jié)過程11.3.2 積分(I)限制及調(diào)節(jié)過程11.3.3 微分(D)限制及調(diào)節(jié)過程21.4 單容上水箱自衡過程的建摸4第二章課程設(shè)計(jì)的方

8、案82.1 MCGS組態(tài)軟件概述82.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC程序92.3 軟件調(diào)試122.3.1 設(shè)備之間安裝與連接142.3.2 系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試14第三章課程設(shè)計(jì)總結(jié)17參考文獻(xiàn)18附錄19第一章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析1.1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容針對某廠的液位限制過程與要求實(shí)現(xiàn)模擬限制,其工藝過程如下：用泵作為原動力,把水從低液位池抽到高液位池,實(shí)現(xiàn)對高液位池液位高度的自動限制.具體設(shè)計(jì)內(nèi)容是利用西門子S7-200PLC作為限制器,實(shí)現(xiàn)對單容水箱液位高度的定值限制,同時利用MCGS1態(tài)軟件建立單容水箱液位限制系統(tǒng)的監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的目的.1.2 課程設(shè)計(jì)要求分析(1)以RTGK-2®過程

9、限制實(shí)驗(yàn)裝置中的單個水箱作為被控對象、PLC作為限制器、靜壓式壓力表作為檢測元件、電動調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器構(gòu)成一個單容水箱單閉環(huán)限制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對水箱液位的恒值限制.(2)PLC限制器采用PID算法,各項(xiàng)限制性能滿足要求：超調(diào)量015%穩(wěn)態(tài)誤差&±0.1;調(diào)節(jié)時間ts<60s；(3)組態(tài)測控界面上,實(shí)時設(shè)定并顯示液位給定值、測量值及限制器輸出值；實(shí)時顯示液位給定值實(shí)時曲線、液位測量值實(shí)時曲線和PID輸出值實(shí)時曲線；并能顯示歷史曲線.(4)選擇適宜的整定方法確定PID參數(shù),并能在組態(tài)測控界面上實(shí)時改變PID參數(shù)；(5)通過S7-200PLC編程軟件Step7實(shí)現(xiàn)PLC程序設(shè)計(jì)與

10、調(diào)試；(6)分析系統(tǒng)根本限制特性,并得出相應(yīng)的結(jié)論；1.3 PID限制的原理和特點(diǎn)工程實(shí)際中,應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器限制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡稱PID限制,又稱PID調(diào)節(jié).PID限制器問世至今已有近70年歷史,它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)限制的主要技術(shù)之一.當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握,或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時,限制理論的其它技術(shù)難以采用時,系統(tǒng)限制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定,這時應(yīng)用PID限制技術(shù)最為方便.即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象,或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時,最適合用PID限制技術(shù).PID限制,實(shí)際中也有PI和P

11、D限制.PID限制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,利用比例、積分、微分計(jì)算出限制量進(jìn)行控制的.1.3.1 比例(P)限制及調(diào)節(jié)過程比例限制是一種最簡單的限制方式.其限制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系.當(dāng)僅有比例限制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-stateerror).在人工調(diào)節(jié)的實(shí)踐中,如果能使閥門的開度與被調(diào)參數(shù)偏差成比例的話,就有可能使輸出量等于輸入量,從而使被調(diào)參數(shù)趨于穩(wěn)定,到達(dá)平衡狀態(tài).這種閥門開度與被調(diào)參數(shù)的偏差成比例的調(diào)節(jié)規(guī)律,稱為比例調(diào)節(jié).比例調(diào)節(jié)規(guī)律及其特點(diǎn)比例調(diào)節(jié)作用,一般用字母P來表示.如果用一個數(shù)學(xué)式來表示比例調(diào)節(jié)作用,可寫成：uKpe(1-1)式中u調(diào)節(jié)器的輸出變化值；

12、e調(diào)節(jié)器的輸入,即偏差；Kp比例調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù).放大倍數(shù)KP是可調(diào)的,所以比例調(diào)節(jié)器實(shí)際上是一個放大倍數(shù)可調(diào)的放大器.比例調(diào)節(jié)作用雖然及時、作用強(qiáng),但是有余差存在,被調(diào)參數(shù)不能完全回復(fù)到給定值,調(diào)節(jié)精度不高,所以有時稱比例調(diào)節(jié)為“粗調(diào).純比例調(diào)節(jié)只能用于干擾較小、滯后較小,而時間常數(shù)又不太小的對象.1.3.2 積分(I)限制及調(diào)節(jié)過程在積分限制中,限制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系.對一個自動限制系統(tǒng),如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,那么稱這個限制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)SystemwithSteady-stateError.為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在限制器中必須引入“積分項(xiàng).積分項(xiàng)

13、對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項(xiàng)會增大.這樣,即便誤差很小,積分項(xiàng)也會隨著時間的增加而加大,它推動限制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小,直到等于零.因此,比例+積分PI限制器,可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差.對于工藝條件要求較高余差不允許存在的情況下,比例作用調(diào)節(jié)器不能滿足要求了,克服余差的方法是引入積分調(diào)節(jié).由于單純的積分作用使過程緩慢,并帶來一定程度的振蕩,所以積分調(diào)節(jié)很少單獨(dú)使用,一般都和比例作用組合在一起,構(gòu)成比例積分調(diào)節(jié)器,簡稱PI調(diào)節(jié)器,其作用特性可用下式表示：uPIuPuIeedt1-2PTi這里,表示PI調(diào)節(jié)作用的參數(shù)有兩個：比例度P和積分時間Ti.而且比例度不

14、僅影響比例局部,也影響積分局部,使總的輸出既具有調(diào)節(jié)及時、克服偏差有力的特點(diǎn),又具有克服余差的性能.由于它是在比例調(diào)節(jié)粗調(diào)的根底上,有加上一個積分調(diào)節(jié)細(xì)調(diào),所以又稱再調(diào)調(diào)節(jié)或重定調(diào)節(jié).但是,積分時間太小,積分作用就太強(qiáng),過程振蕩劇烈,穩(wěn)定程度低；積分時間太大,積分作用不明顯,余差消除就很慢.如果把積分時間放到最大,PI調(diào)節(jié)器就喪失了積分作用,成了一個純比例調(diào)節(jié)器.1.3.3 微分D限制及調(diào)節(jié)過程在微分限制中,限制器的輸出與輸入誤差信號的微分即誤差的變化率成正比關(guān)系.自動限制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn).其原因是由于存在有較大慣性組件環(huán)節(jié)或有滯后delay組件,具有抑制誤差的

15、作用,具變化總是落后于誤差的變化.解決的方法是使抑制誤差的作用的變化“超前,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應(yīng)該是零.這就是說,在限制器中僅引入“比例項(xiàng)往往是不夠的,比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項(xiàng),它能預(yù)測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的限制器,就能夠提前使抑制誤差的限制作用等于零,甚至為負(fù)值,從而防止了被控量的嚴(yán)重超調(diào).所以對有較大慣性或滯后的被控對象,比例+微分PD限制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性.微分調(diào)節(jié)的作用主要是用來克服被調(diào)參數(shù)的容量滯后.在生產(chǎn)實(shí)際中,有經(jīng)驗(yàn)的工人總是既根據(jù)偏差的大小來改變閥門的開度大小比例作用,同時又根據(jù)偏差變化速度的大小

16、進(jìn)行調(diào)節(jié).比方當(dāng)看到偏差變化很大時,就估計(jì)到即將出現(xiàn)很大的偏差而過量地翻開關(guān)閉調(diào)節(jié)閥,以克服這個預(yù)計(jì)的偏差,這種根據(jù)偏差變化速度提前采取的行動,意味著有“超前作用,因而能比擬有效地改善容量滯后比擬大的調(diào)節(jié)對象的調(diào)節(jié)質(zhì)量.什么是微分調(diào)節(jié)？微分調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器的輸出變化與偏差變化速度成正比,可用數(shù)學(xué)表達(dá)式表小為：uTd'e1-3dt式中：u調(diào)節(jié)器的輸出變化值；TD微分時間；d偏差信號變化的速度.出從上式可知,偏差變化的速度越大,微分時間TD越長,那么調(diào)節(jié)器的輸出變化就越大.對于一個固定不變的偏差,不管其有多大,微分做用的輸出總是零,這是微分作用的特點(diǎn).由于實(shí)際微分器的比例度不能改變,固定為1

17、00%微分作用也只在參數(shù)變化時才出現(xiàn),所以實(shí)際微分器也不能單獨(dú)使用.一般都是和其它調(diào)節(jié)作用相配合,構(gòu)成比例微分或比例積分微分調(diào)節(jié)器.比例積分微分調(diào)節(jié)又稱PID調(diào)節(jié),它可由下式表示：1 1d(e)u-eedtTDd(-e)1-4)PTIdtPID調(diào)節(jié)中,有三個調(diào)節(jié)參數(shù),就是比例度P、積分時間丁、微分時間TDo適中選取這三個參數(shù)值,就可以獲得良好的調(diào)節(jié)質(zhì)量.由分析可知,PID三作用調(diào)節(jié)質(zhì)量最好,PI調(diào)節(jié)第二,P硼節(jié)有余差.純比例調(diào)節(jié)雖然動偏差比PI調(diào)節(jié)小,但余差大,而純積分調(diào)節(jié)質(zhì)量最差,所以一般不單獨(dú)使用.1.4單容上水箱自衡過程的建摸所謂單容過程,是指只有一個貯蓄容量的過程.單容過程還可分為有自

18、衡水平和無自衡水平兩類.所謂自衡過程,是指過程在擾動作用下,其平衡狀態(tài)被破壞后,不需要操作人員或儀表等干預(yù),依靠起自身重新恢復(fù)平衡的過程.液位過程,圖2.1所示為一個單容液位被控過程,其流入量Qi,改變閥1的開度可以改變Q1的大小.其流出量為Q2,它取決于用戶的需要改變閥2開度可以改變Q2.液位h的變化反映了Q1與Q2不等而引起貯罐中蓄水或泄水的過程.假設(shè)Q1作為被控過程的輸入變量,h為其輸出變量,那么該被控過程的數(shù)學(xué)模型就是h與Q1之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式.Q1h：QQ|Q22(a)圖2.1液位被控過程及其階躍響應(yīng)根據(jù)動態(tài)物料平衡關(guān)系有QiQ2dhdt(2-1)將公式2-1表示成增量式為QiQ2Ad

19、hdt2-2式中：Ql、Q2、dh分別表示為偏離某一平衡狀態(tài)Ql.、Q2.、h0的增量；A貯蓄截面積.在靜態(tài)時,Q1Q2,如.；當(dāng)Q1發(fā)生變化時,液位h隨之變化,貯dt蓄出口處的靜壓隨之變化,Q2也發(fā)生變化.由流體力學(xué)可知,流體在紊流情況下,液位h與流量之間為非線形關(guān)系.但為了簡化起見,經(jīng)線形變化,那么可近似認(rèn)為Q2與h成正比關(guān)系,而與閥2的阻力R2成反比,即Q2dhR2(2-3)式中：R2閥2的阻力,稱為液阻.為了求單容過程的數(shù)學(xué)模型,需消去中間變量Q2o消去中間變量的方法很多,如可用代數(shù)代換法,可用信號流圖法,也可用畫方框圖的方法.這里,介紹后一種方法.將式2-2、式2-3拉氏變換后,畫出

20、圖2.2方框圖圖2.2方框圖單容液位過程的傳遞函數(shù)為Wo(s)出KQi(s)RCs1Tos1(2-4)式中：T0過程的時間常數(shù),T0R2C；K0過程的放大系數(shù),K0R2；C過程的容量系數(shù),或稱過程容量.被控過程都具有一定貯存物料或能量的水平,其貯存水平的大小,稱為容量或容量系數(shù).其物理意義：是：引起單位被控量變化時被控過程貯存兩變化的大小.圖2.1(b)所示為單容液位被控過程的階躍響應(yīng)曲線.從上述分析可知,液阻R2不但影響過程的時間常數(shù)T0,而且還影響過程的放大系數(shù)K0,而容量系數(shù)C僅影響過程的時間常數(shù).在工業(yè)生產(chǎn)過程中,過程的純時延問題是經(jīng)常碰到的.如皮帶運(yùn)輸機(jī)的物料傳輸過程,管道輸送、管道

21、反響和管道的混合過程等.下面以圖2.3為例討論純時延過程的建模.0油圖2.3純時延單容過程及其響應(yīng)曲線圖2.3所示,流量Q通過長度為l的管道流入貯罐.當(dāng)進(jìn)水閥開度產(chǎn)生擾動后,Qi需要流經(jīng)管道長度為l的傳輸時間to后才流入貯罐,才使液位h發(fā)生變化.具有純時延單容過程的階躍響應(yīng)曲線如圖2.3曲線2所示,它與無時延單容過程的階躍響應(yīng)曲線在形狀上完全相同,僅差一純時延t.具有純時延單容過程的微分方程和傳遞函數(shù)為dhdthKoQi(Tto)Wo(s)黑KoToS(2-5)ToKoR2C.R2；式中：To過程的時間常數(shù),Ko過程的放大系數(shù),to過程的純時延時間第二章課程設(shè)計(jì)的方案2.1MCGS組態(tài)軟件概述

22、MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem,監(jiān)視與限制通用系統(tǒng))是一套基于windows95/98/NT操作系統(tǒng)(或更高版本),用來可快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),它為用戶提供了從設(shè)備驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程限制、動畫顯示、報(bào)表輸出等解決實(shí)際工程問題的完整方案和操作工具.MCGSI態(tài)軟件具有多任務(wù)、多線程功能,其系統(tǒng)框架采用VC+話言編程,通過OLEK術(shù)向用戶提供VB編程接口,提供豐富的設(shè)備驅(qū)動件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件,用戶可隨時方便地?cái)U(kuò)充系統(tǒng)的功能.工程創(chuàng)立的一般過程為：(1)工程工程系統(tǒng)分析：分析工程工程的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝

23、流程,弄清系統(tǒng)的限制流程和監(jiān)控對象的特征,明確監(jiān)控要求和動畫顯示方式,分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實(shí)時數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系,分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的,哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動畫顯示的.(2)工程各項(xiàng)搭建框架：MCGS&為建立新工程.主要內(nèi)容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動窗口(封面窗口退出后接著顯示的窗口)名稱,指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫,設(shè)定動畫刷新的周期.經(jīng)過此步操作,即在MCGSfi態(tài)環(huán)境中,建立了由五局部組成的工程結(jié)構(gòu)框架.封面窗口和啟動窗口也可等到建立了用戶窗口后,再行建立.(3)設(shè)計(jì)菜單根本體系：為了對系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)及工作流程進(jìn)行

24、有效地調(diào)度和限制,通常要在主控窗口內(nèi)編制菜單.編制菜單分兩步進(jìn)行,第一步首先搭建菜單的框架,第二步再對各級菜單命令進(jìn)行功能組態(tài).在組態(tài)過程中,可根據(jù)實(shí)際需要,隨時對菜單的內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除,不斷完善工程的菜單.(4)制作動畫顯示畫面：動畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動態(tài)屬性設(shè)置兩個過程.前一局部類似于“畫畫,用戶通過MCGSS態(tài)軟件中提供的根本圖形元素及動畫構(gòu)件庫,在用戶窗口內(nèi)“組合成各種復(fù)雜的畫面.后一局部那么設(shè)置圖形的動畫屬性,與實(shí)時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系,作為動畫圖形的驅(qū)動源.(5)編寫限制流程程序：在運(yùn)行策略窗口內(nèi),從策略構(gòu)件箱中,選擇所需功能策略構(gòu)件,構(gòu)成各種功能模塊(稱為

25、策略塊),由這些模塊實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作.MCGSE為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件(稱之為“腳本程序功能構(gòu)件),使用簡單的編程語言,編寫工程限制程序.(6)完善菜單按鈕功能：包括對菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警信息輸出等功能；建立工程平安機(jī)制等.(7)編寫程序調(diào)試工程：利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù),檢查動畫顯示和限制流程是否正確.(8)連接設(shè)備驅(qū)動程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件,連接設(shè)備通道,確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式,完成設(shè)備屬性的設(shè)置.此項(xiàng)操作在設(shè)備窗口內(nèi)進(jìn)行.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC程序中艱,威號飄建曲：灣送電岸口4俘*；史上32丹M

26、差；(F14衿包西并存:gV季信和畫量市)PID0回i單元08)-示單元的輸出內(nèi)容MUJRENENOIN1OUTIN2M0V_RENENOINOUT自動萬式：F路表的輸出能VD2021-10Q0-內(nèi)容(VD20-VD408輸出值顯力(VD408)7自動方式：M口孫力PID0回路表.VD5值單元M00ENENOINOUTQ0-VD4Q00上水箱測量值顯示單元清設(shè)定侑、惻量值和輸出值顯示單元M0V_RCMkin0上水箱設(shè)定值顯A示單元INUI-VD4U400-MOV_RENENO0輸出值顯不單兀INOUT-VD4080.0-置PD回路表首地址,置第得PID設(shè)置使用0號PID回路,設(shè)置回路表首地址V

27、B2000SMO.OPIDENENOVS200CI-TBLLWP將變量存儲器內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)0.01.0經(jīng)工程量化模擬量輸出通道存儲器AQW0AC0實(shí)數(shù)6400測量將第0路模擬量輸入通道AIWC數(shù)字量經(jīng)工程量化標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)0.01.0存入測量單元VD4000PID指令回路表主要內(nèi)容偏移地址功能描述0PVn過程變量測量值實(shí)數(shù)0.01.04設(shè)定值0.01.08；輸出值0.01.012增益KC16采樣時間20積分時間Ti24微分時間Td28f積分前項(xiàng)值32過程變量前值2.3 軟件調(diào)試在STEP7-MicroWin環(huán)境中編寫、調(diào)試、下載PLC的梯形圖程序.在編寫PLC程序時,查閱了STEP7關(guān)于模擬量輸入

28、處理、模擬量輸出處理、定時中斷、PID指令等內(nèi)容.程序的流程圖如下列圖2-2所示：主程序開始首校掃描,調(diào)用初始化子程主程序結(jié)束主程序流程圖子程序流程圖圖2.2程序流程圖2.3.1 設(shè)備之間安裝與連接根據(jù)圖2-3所示,將實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備如液位變送器、PLG調(diào)節(jié)閥等安裝并接線.電動調(diào)節(jié)閥1圖2-3限制系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖2-4限制系統(tǒng)框圖2.3.2 系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試在計(jì)算機(jī)中,編制實(shí)時動態(tài)顯示畫面.最后系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時,在畫面上可顯示和修改相關(guān)參數(shù),在完成PID參數(shù)整定后,限制精度在2犯內(nèi).(1)手動調(diào)試動態(tài)顯示畫面圖2-5手動調(diào)試動態(tài)顯示畫面(2)自動調(diào)試動態(tài)顯示畫面水箱液位限制系統(tǒng)Im2RIJJJIIAe-hhh圖2-6自動調(diào)試動態(tài)顯示畫面(3)PID調(diào)節(jié)曲線圖7PID調(diào)節(jié)曲線第三章課程設(shè)計(jì)總結(jié)第三章課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次過程限制課