基于S7-200PLC的液位控制系統(tǒng)設計

1、1%出上大博I i»olytQcli»lLe U ill，® rlty綜合自動化實驗報告書題 目：基于S7-200PLC的液位控制系統(tǒng)設計學生姓名：何豐豐學 號： 0225專業(yè)班級：06 電2班指導教師：劉振東計算機與自動控制學院2010年01月14日綜合自動化實驗基于S7-200 PLC的液位控制系統(tǒng)設計實驗目的：1 .學習西門子S7-200可編程控制器 中模擬量、PID指令；2 .掌握組態(tài)王軟件的編程調(diào)試方法；3,掌握PLC可編程控制器和組態(tài)王軟件結(jié)合通訊方法。實驗要求：1 .利用西門子S7-200可編程控制器實現(xiàn)液位 PID控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)電動 調(diào)節(jié)閥的開

2、度，改變水箱的進水流量，從而使水箱內(nèi)的液位維持于恒定值。2 .在上位機編制工藝畫面，能夠顯示系統(tǒng)的實時狀態(tài)、通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的 采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出 等多種方式，向用戶提供檢驗液位PLC控制系統(tǒng)的動態(tài)運行情況，顯示 SP （設定 值）、PV （液位高度檢測值）、OP （閥開度）、P （比例）、I （積分時間）、D （微分 時間），并且在畫面上能夠?qū)崿F(xiàn)手自動切換、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表、報警信息、 歷史曲線等功能。實驗步驟：1 .掌握各設備的主要功能及工作情況硬件設備主要包括：上水箱、液位變送器 LT1、電動調(diào)節(jié)閥1,變頻器，水泵。各個設備的連接情況如

3、圖 1所示：220 AC圖1過程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 .設備之間安裝與連接按照圖2所示，將實驗所需的設備如液位變送器、PLG調(diào)節(jié)閥等安裝并接線。1上水箱電動調(diào)節(jié)閥1圖2控制系統(tǒng)示意圖系獲靖構(gòu)冠圖圖3控制系統(tǒng)框圖3.系統(tǒng)控制電氣連接圖PLC選型1） CPU選擇的型號是西門子的CPU-226它是200系列中一款高檔次的 CPU其主要應用于具有較高要求的才$制系統(tǒng)中。和其它型號的CPU相比，其具有更多的I/O點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速 度和更強的內(nèi)部集成的特殊功能。主要特性如下：可攜帶7個模塊集成24個輸入、16個輸入共40個數(shù)字量I/O點，最大可擴展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/

4、O點13K字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲空間6個獨立的30KHz的高速計數(shù)器，2路獨立的20KHz高速脈沖輸 出，并具有PID控制器2個RS485通訊/編程接口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和 自由方式通訊能力I/O端子排可很容易的整體拆卸2）模擬輸入模塊采用 EM231,其輸入信號是420mA信號，本實驗即要求輸入量 為該數(shù)，滿足要求，因此選用該型號。3）模擬量輸出模塊采用EM232電氣連接圖如下所示：£M 2324.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 STEP衣于模擬量輸入處理、模擬量輸 出處理、定時中斷、PID指令等

5、內(nèi)容。程序的流程圖如下圖所示：子程序開始-MZ31裝載PID參效主程序流程圖4-30mAd-2DniA 44圈i- kii+>-rcc+*= r r +-，首次掃描，調(diào) 用初始化子程連接PID中 斷服務程序子程序流程圖I-PU-2EE子程序結(jié)束主程序開始主程序結(jié)束5.系統(tǒng)梯形圖如下圖所示(1)主程序：I程序注釋網(wǎng)絡I網(wǎng)絡標題I網(wǎng)絡注釋一SMD.OETjnIIEN用箱21劉麻神發(fā)生器'3BT381 ' |IN TON"Ui- PT 100 ms為1時，進行PID自動調(diào)節(jié)；為0時，進行手動控制 (2)子程序Ai_in (將32位整數(shù)轉(zhuǎn)換為0到1的實數(shù))(3)子程序A

6、o_out (將0到1的實數(shù)轉(zhuǎn)化為32位整數(shù))(4)子程序 PID_control箱?i 也 id.汪峰D1VD6D11VDG4P1lVD4SFV1VDi 15V1VD16SMO.O1PipENENQTBLLOOP1VB2O0- ChA網(wǎng)都3SMOOEMLNOVD2O8- IMJUTXCV1:VD32符號注釋CV1比32注釋：符號表eIQ 1符號地址1FV1VDO2SVIVD42CV1VD6F1VD12511VD166D1VD207CVM1VD248A01VD2SA_M1M|QO3.6.偏移地址說明偏移地址域格式說明0過程值PV雙字/格式輸入0范圍4 VD204SV設定雙字/格式輸入范圍8 V

7、D208輸出OP雙字/格式輸入/輸出012 VD212增益K雙字/格式輸入正數(shù)或負數(shù)16 VD216采樣時間Ts雙字/格式輸入秒20 VD220積分時間Ti雙字/格式輸入分鐘24 VD224微分時間Td雙字/格式輸入分鐘28積分前項雙字/格式入/出不占用32過程變量前 項雙字/格式入/出不占用7.在計算機中，參照圖7-9,編制實時動態(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，控制精度在2%；內(nèi)。1）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3) PID調(diào)節(jié)曲線圖79.實驗收獲利用西門子S7-200可編程控制器實現(xiàn)液位 PID控制系統(tǒng)來完成本次實驗， 通過在實踐中運用PLC的相關(guān)知識，使我進一步掌握了 S7-200PLC程序的編寫與 調(diào)試，S7-200PLC中處理模擬量的方法及PID算法；對我今后學習和拓展 PLC知 識起到了促進作用，通過實際應用使我進一步體會到了理論聯(lián)系實際在