基于PLC和组态王的水箱流量PID控制实训.docx
《基于PLC和组态王的水箱流量PID控制实训.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC和组态王的水箱流量PID控制实训.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基于PLC和组态王的水箱流量PID控制实训
过程控制系统综合设计
课程报告
16—17学年第二学期
课题名称基于PLC和组态王的
水箱流量PID控制实训
姓名
学号*******
班级13自动
成绩
摘要：
“控制”是一种很常见的概念，人们生后中也随处可见，事实上，自然界的万事万物都相互支配，相互制约。
随着生产和科学的发展，自动化技术出现了很大的飞跃，为了提高生产率，提高人们居住和工作环境的舒适度，自动化技术在各个领域得到了广泛的应用。
所谓的自动控制系统就是在无人直接参与的情况下，通过外加的设备或装置，使机器、设备或过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的要求运行。
关键字：
水箱流量、组态王、PLC控制、PID控制
Abstract:
"control"isaverycommonconcept,peoplearealsoseeneverywhereafterbirth,infact,everythinginnaturearedominatedbyeachother,mutualrestraint.Withthedevelopmentofproductionandscience,automationtechnologyhasmadeagreatleap,inordertoimproveproductivity,improvepeoplelivingandworkingenvironmentofcomfort,automationtechnologyinvariousfieldshasbeenwidelyused.
Theso-calledautomaticcontrolsystemisinthecaseofnodirectparticipation,throughtheadditionalequipmentordevices,sothatthemachine,equipmentorprocessofaworkingstateorparametersautomaticallyinaccordancewiththescheduledrequirementstorun.
Keywords:
watertankflowKingviewPLCcontrolPIDcontrol
一、课题要求
1.熟悉变频器E700的参数设置；
2.熟悉FX2N-2AD模拟量输入模块编程使用以及三菱FX2n-4AD特殊功能模块；
3.按照端子图完成PLC接线并进行检查；
4.完成组态王与变频器的连接与控制。
二、实验设备
1.实训装置
序号
器件
型号
1
变频器
E700
2
阀门
3
水泵
4
2DA模块
FX2N-2AD
5
4AD模块
FX2n-4AD
6
PLC
FX-3U
7
流量传感器
8
开关电源
9
端子排
10
通讯编程缆
11
导线
2、接线图
图1水箱流量原理图
将流量传感器检测到的中水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制气动调节阀的开度，以达到控水箱液位的目的。
为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控
制。
图2流量控制流程图
三、实训过程
1.了解主要器件
（1）交流变频器的应用（E700系列）
图3变频器E700
变频器是由计算机控制电力电子器件，将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电器设备，用以驱动交流异步（同步）电动机进行变频调速。
变频器的出现，使交流电动机的调速变得和直流电动机一样方便，并可由计算机联网控制，因此，得到了广泛的应用，其发展前景广阔。
应用目的
应用范围及效果
节能
风机、泵类、采油、挤压机和搅拌机等。
通过调节电动机转速达到节能目的，通过节能在1~2年内即可收回改造成本。
自动化
提高搬运机械停止位置的精度；提高生产线速度、控制精度；采用有反馈装置的流量控制实现自动化。
提高产品质量
生产加工实现最佳速度控制及协调生产线内各装置的速度，使其同步、同速，以提高产品的质量和加工精度。
提高生产率
根据产品种类联网控制，实现生产线的最佳速度，提高生产率。
增加设备使用寿命
采用对设备不产生冲击的起动，停止及空载低速运行等方式，增加设备的使用寿命。
增加舒适度
电梯、电车等，采用平滑加速、减速，以提高乘坐的舒适性；改变空调间断运行为变速连续运行，使室内温度差减小，增大环境舒适度。
表1变频调速的效果
（2）2AD模块介绍
三菱FX2N-2DA是三菱FX2N系列PLC中的一款模拟量的特殊功能模块，广泛用于基本三菱工控搭建的自动化平台中。
FX2N-2DA型模拟输出模块（以后称之为FX2N-2DA）用于将2点的数字量转换成电压或电流模拟量输出（0-10VDC或4-20mA），使用模拟量控制外围设备。
FX2N-2DA可连接到FX0N、FX1N、FX2N和FX2NC系列的可编程控制器。
1）根据接线方法，模拟输出可在电压输出或电流输出中进行选择。
此时，假定设置为两通道公用模拟输出（电压输出和电流输出）。
2）两个模拟输出通道可输出为0到10VDC、0到5VDC或4到20MA。
使输出特性与两通道相容。
3）数字到的模拟转换特性可以调节。
4）此模块占用8个I/O点，它们可被分配为输入或输出。
5）使用FROM/TO指令与PLC进行数据传输。
（3）4AD模块介绍
三菱FX2n-4AD是三菱电机公司推出的一款FX2n系列PLC模拟量输入模块，有CH1~CH4四个通道，每个通道都可进行AD转换，分辩率为12位，采集信号电压为-10V~+10V，分辩率5mV。
电流输入时，为4~20mA或-20~20mA，分辩率20uA。
FX2n-4AD内部有32个16位的缓冲寄存器（BMF），用于与主机交换数据。
FX2n-4AD占用FX2n扩展总线的8个点，耗电为5V，30mA。
FX2N常用的模拟量输入模块有FX2N-2AD、FX2N-4AD、FX2N-8AD模拟量输入模块和温度传感器输入模块。
（4）FX3U系列三菱PLC
1）第三代微型可编程控制器。
2）内置高达64K大容量的RAM存储器。
3）内置业界最高水平的高速处理0.065μS/基本指令。
4）控制规模:
16~384（包括CC-LINKI/O）点。
5）内置独立3轴100kHz定位功能（晶体管输出型）。
6）基本单元左侧均可以连接功能强大简便易用的适配器。
2.PLC编写
图3PLC编程图
图4PLC程序的写入
找到PLC与计算机所关联的COM口是COM4，然后将程序写入进PLC中，勾选MAIN。
3.组态王软件的使用
（1）建立工程并定义设备
打开组态王软件，在工程管理器界面新建工程，然后按照新建工程向导一步步做下去，为新建工程命名“三层电梯”，并且把此工程设为组态王当前工程。
双击进入工程。
图5设备配置
完成设备配置设置。
（2）定义变量
在组态王中，变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。
打开“三层电梯”程序，然后在工程浏览器中的数据词典里建立如下变量，变量如图6所示
图6数据词典变量定义
（3）制作画面
（4）建立动画连接
图7关联设定流量
关联设定变量，用于在组态王软件中设定一个值来控制水箱的流量大小。
图8关联开关
设定开关关联变量，用于控制水箱运作系统的启动与停止。
图9关联PID控制
在插入通用控件中选择插入PID控制，并关联相应的变量
四、实训成果
五、总结
通过这次课程设计，我们接触到了过程控制在实验系统中的应用、调试，感谢邢老师与朱老师让我学习到了这么多新知识，这让我对过程控制的实现方法，应用领域都有了较深的印象。
通过此次设计，我进一步了解了过程控制系统的构成，知道它最基本的部分有控制器、调节器、被控对象和测量变送环节组成。
并且学会了如何去设计一个过程控制系统，掌握了基本的设计步骤。
对组态王软件也有了很大的了解，学会了初步的应用，认识到了组态王的一些应用情况，组态王软件的组成与功能，其应用程序项目如何建立，数据词典如何建立，动画如何进行链接，命令语言程序如何编写，趋势曲线如何建立，还有I/O设备的配置和组态网络的建立等等一系列与组态王软件应用相关的知识。
总的来说，这次设计是一次收获很大的设计，学到了很多教学中学不到的东西，对我的动手能力有了很大的帮助。
在这次的课程设计中，自己不但学到了知识而且还将知识和实践结合起来锻炼了自己各方面的能力，是我从中受益匪浅，对以后的工作和学习有很大的帮助，希望在以后的学习中有更多这样的机会。
（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢您的配合和支持）
升级会员 