基于PLC的串级控制程序的课程设计

科信学院课程设计说明书（2008/2009学年第一学期）课程名称：可编程序控制器课程设计题目：水箱液位和注水流量串级控制PLC系统设计专业班级：05级电气1班学生姓名：刘艳芳学号：050062130指导教师：刘增环、岑毅南、黄尔烈等设计周数：2周设计成绩：2009年1月9日可编程序控制器课程设计说明书1目录1.课程设计目的…………………………………………………………………………22.设计正文……………………………………………………………………………22.1技术要求………………………………………………………………………………………22.2方案设计…………………………………………………………………………………………22.3I/O口分配表……………………………………………………………………………………22.4系统分析………………………………………………………………………………………22.5PLC程序………………………………………………………………………………………2主程序……………………………………………………………………………4子程序………………………………………………………………………………4中断子程序0…………………………………………………………………………4中断子程序1…………………………………………………………………………52.4电路设计………………………………………………………………………………………63、课程设计总结………………………………………………………………………………………74、参考文献……………………………………………………………………………………………8可编程序控制器课程设计说明书21、课程设计目的通过本次课程设计,加深对PLC知识的理解；了解力基于PLC的过程控制工程设计流程及方法；重点掌握PLC的I/O地址分配、信号采集、PID控制算法、程序编辑以及调试运行方法。结合课程设计的内容，熟悉过程控制工程中需要编写的技术文档；加强对PLC编程能力；培养全面、周到的考虑实际问题的习惯；学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。（1）了解水箱液位控制系统的物理结构、闭环调节系统的数学结构和PID控制算法。（2）逐一明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调节电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。（3）逐一明确PLC到各执行机构的输入通道，包括各执行机构的种类和工作原理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。（4）绘制水箱液位控制系统的电路原理图，编制I/O口地址分配表。（5）编制PLC的程序，结合实验室现有设备进行调试，要求尽可能多地在实验设备上演示控制过程。2、课程设计正文2.1技术要求水箱液位和注水流量串级控制系统主要由水箱、管道、水泵、异步电动机、电机控制电器、水压力传感器、涡轮流量计、电动调节阀、可编程控制器及其输入（检测）输出（控制）通道电路构成。其中电动机和水泵作为动力系统。系统中由电位器设置液位给定值，水压力传感器检测液位，采用PID算法得出流量给定值。涡轮流量计检测流量，电动调节阀控制流量，采用PID算法得出电动调节阀开度控制值，实现流量的控制。流量控制是内环（副调节器），液位控制是外环（主调节器）。系统电源由接触器和按钮控制。系统电源接通后PLC进行必要的自检和初始化。控制器收到系统启动按钮动作信号后，通过接触器接通到电机电源，启动动力系统工作。开始两个闭环系统的调节控制。2.2方案设计压力传感器液位PLC电动调节阀电位器流量涡轮流量计可编程序控制器课程设计说明书32.3I/O口分配表I/O口作用I0.0自动/手动控制切换AIW0压力传感器输出信号AIW2涡轮流量计的输出信号AQW0电动调节阀控制量2.4系统分析启动系统，由电位器控制给定液位，注水管注水，压力传感器把检测信号输入到AIW0口与电位器给定信号相比较，作为住调节器。涡轮流量计检测注水管流量，把信号传递给AIW2口，作为副调节器，由AQW0口输出控制信号调节电动调节阀开度，控制注水流量，从而保持液位维持给定液位不变。2.5PLC程序OB1SBR0可编程序控制器课程设计说明书4可编程序控制器课程设计说明书5INT0INT1可编程序控制器课程设计说明书62.6电路设计AIW0+AQW0+AIW0-AQW0_AIW1+AIW1-Em235压力传感器涡轮流量计电动调节阀PLCI0.0+I0.0-可编程序控制器课程设计说明书73、课程设计总结本次课程设计锻炼并提高了我们在PLC理论基础上的综合设计能力，创新能力以及系统的安装、调试能力。我们组成员之间通过的相互配合，积极查阅资料，优选方案，编辑程序，实验调试，撰写设计报告等一系列过程，综合运用了理论知识，培养了理论联系实际的学风，以及创新意识。这次课程设计培养了我们设计的思想和基本框架，使我们懂得了基于PLC的过程控制设计的基本原则，设计方法和步骤，测试及故障分析和排除。课程设计的这两周以来，我们学到了很多书上所学不到的知识，也体验到了许多以前未体会过的辛苦。总的来说，受益良多！最主要得是培养了我们分析得能力，很好的锻炼了自信心。自信可以说也是一种文化，在这样的文化里，只要敢于尝试，就永远不会输，只有那些不相信自己不去尝试的人，才是绝对的失败者。课程设计是培养学生操作技能的一个重要环节，而技能的形成则是学生通过观察、模仿、实践来重复教师所演示的动作和反复练习来实现的。两周的课程设计，时间不长，各部分工作可以分配到的时间就更短，但是我们还是学到了很多东西。本次课程设计对我们很重要，是我们学习实践中的重要环节。两周课程设计中感触最深的便是理论联系实践的重要性。在以前我们学的都是一些理论知识，比较注重理论性，而较少注重我们的动手锻炼。而这一次的实习不光要懂得理论知道，更多的是要我们动手做，好多东西看起来十分简单，一看图都懂，但没有亲自去做它，你就不会懂理论与实践是有很大区别的，看一个东西简单，但它在实际操作中就是有许多需要注意的地方。我们这次的实习就是要我们打破理论和实践之间的间隔，跨过理论和实践之间的鸿沟，或许是我们成长的又一次飞跃。在本次实习中，感谢老师对我们的严格要求，使我们学到了很多实用的知识，增强我们的自信心，同时也使自己明白自己存在着很大的不足，认识到了自己的缺点。在以后的学习中，我会加强理论和实践的结合，不断完善自己，成为一个真正具有综合能力的人才。4、参考文献[1]徐科军传感器与检测技术电子工业出版社2007.6[2]殷洪义可编程序控制器选择、设计与维护机械工业出版社2004.3[3]程鹏自动控制原理高等教育出版社2006.6可编程序控制器课程设计说明书8课程设计评语课程设计成绩指导教师（签字）年月日