(基于PLC水箱過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究)課件

1、基于PLC水箱過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究 本科開題報(bào)告學(xué) 生：指導(dǎo)教師：年 月 日燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院主要內(nèi)容綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題研究步驟、方法及措施 研究工作進(jìn)度 主要參考文獻(xiàn) 課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度

2、提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。1 綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 選題的依據(jù)和意義 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，化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程中都需要對(duì)液位進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，以PLC和組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，可以組成從簡單到復(fù)雜的各種工業(yè)控制系統(tǒng) 。 本課題較好地實(shí)現(xiàn)了基于S7-300PLC的控制過程的應(yīng)用，提供了一個(gè)很好的過程控制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)我將來的實(shí)際生產(chǎn)過程起到了一定的指導(dǎo)作用。 故此，我選擇了基于PLC水箱過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究做為畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。 主要內(nèi)容

3、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題研究步驟、方法及措施 研究工作進(jìn)度 主要參考文獻(xiàn) 1.研究了解水箱的結(jié)構(gòu)以及原理 該裝置采用以西門子S7-300-313C-2DP、西門子WinCC為核心，外圍配置MM420變頻器、觸摸屏、壓力變送器、流量變送器、溫度儀表、超聲液面變送器等。在上位機(jī)插入CP5611_ProfiBUS-DP卡，在MM420變頻器嵌入ProfiBUS卡以WinCC為人機(jī)界面與S7-313C-2DP組成ProfiBUS網(wǎng)絡(luò)。S7-313C-2DP采集觸摸屏、壓力變送器、流量變送器、溫度儀表、超聲液面變送器這些器件的信息，通過上位機(jī)或觸摸

4、屏完成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。MM420變頻器、壓力變送器、流量變送器、溫度儀表、超聲液面變送器等器件的控制信號(hào)都采用0-20mA或4-20mA輸入輸出。S7-313C-2DP本身集成了16路開關(guān)量輸入和16路開關(guān)量輸出，模擬量的輸入輸出采用SM331、SM332模塊。2.實(shí)現(xiàn)基于西門子S7-300PLC的水箱過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）分析控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立水箱液位控制系統(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編程語言編寫控制程序。（3）利用WinCC組態(tài)軟件編寫水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控程序。 （4）系統(tǒng)調(diào)試，分析控制效果。 3.完成液位等參數(shù)的PI

5、D控制實(shí)驗(yàn)圖1 PLC模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)3.完成液位等參數(shù)的PID控制實(shí)驗(yàn) 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)，點(diǎn)畫線中的部分使用PLC實(shí)現(xiàn)的。模擬量與數(shù)字量之間的相互轉(zhuǎn)換和PID程序的執(zhí)行都是周期性的操作，其間隔時(shí)間稱為采樣周期Ts。各數(shù)字值括號(hào)中的n表示該變量時(shí)第n系采樣計(jì)算式的數(shù)字值。圖1中的sp（n）是給定值，pv（n）為A/D轉(zhuǎn)換后的過程值（即反饋量），誤差ev（n）=sp（n）-pv（n）。模擬量輸出模塊的D/A轉(zhuǎn)換器將PID控制器輸出器輸出的數(shù)字值mv（n）轉(zhuǎn)換為模擬量（直流電壓或直流電流）mv（t），再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。主要內(nèi)容綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 研究的基本內(nèi)容，擬解

6、決的主要問題研究步驟、方法及措施 研究工作進(jìn)度 主要參考文獻(xiàn) 主要內(nèi)容綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題研究步驟、方法及措施 研究工作進(jìn)度 主要參考文獻(xiàn) 研究工作進(jìn)度第1-4周 查閱資料,閱讀文獻(xiàn)第5-7周 方案論證,總體設(shè)計(jì)第8-10周 理論研究,詳細(xì)設(shè)計(jì)第11-13周 完成設(shè)計(jì),仿真論證第14-17周 撰寫論文,準(zhǔn)備答辯【1】廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用教程 第2版M .北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2012.【2】林德杰.過程控制儀表及控制系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009.【3】邊春元.程立英等編.S7-300/400PLC 系統(tǒng)設(shè)

7、計(jì)基礎(chǔ)與開發(fā)技巧M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008.【4】方康玲.過程控制系統(tǒng)M.武漢理工大學(xué)出版社.2007.2【5】National Instruments Corporation. PID Control.2006.【6】李鳴.S7-300及工控組態(tài)軟件WinCC的應(yīng)用J. 兵工自化，2006，25 (7):91-92.【7】李林.基于PLC的液位模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.工業(yè)儀表與自動(dòng)化，2009， 4:72-74.【8】張衛(wèi)國. S7-PLCSIM在西門子S7-300/400 PLC程序調(diào)試中的應(yīng)用J. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，12（275）:192-194.【9】劉小麗，張曉光. 基于L

8、abV IEW的S7-300 PLC與PC機(jī)的串口通信J. 儀表技術(shù)與傳感器, 2011, 5:100-102.主要參考文獻(xiàn)主要參考文獻(xiàn)【10】彭勇,胡榮強(qiáng).PLC程序設(shè)計(jì)技巧J.電氣時(shí)代,2005,1;66-67.【11】 廖常初.使用STL指令的PLC順序控制編程方法J. 電氣時(shí)代,2004， 2:82-83.【12】孫淑惠.王辰. S7-300PLC模擬量模塊編程與應(yīng)用J. 機(jī)床電器，2011, 2:30-34.【13】宋超，申飛，沈春山. 基于S7-300PLC與WinCC的DCS控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 自動(dòng)化與儀器儀表,2009,4 (144):11-14.【14】劉穎慧. 基于S7-300的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)J. 機(jī)電一體化， 2004,1:50-52.【15】瞿楓，徐中宏，孫冀. 基于西門子S7-3 00 PLC的模糊控制實(shí)現(xiàn)J. 南京師范人學(xué)學(xué)報(bào),2007,7(4):23-27.【16】毛聯(lián)杰. S7-300系列PLC與組態(tài)軟件WinCC實(shí)現(xiàn)通信的方法J.電氣時(shí)代,2006,9:106-107.【17】焦舟波，石紅瑞. 模糊