基于PLC的流量控制系统样本.doc
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1、1.1.1 目录一.设计任务1二.前言1三.系统控制方案设计2四.系统硬件设计44.1设备的选型44.1.1控制器的选型44.1.2变频器的选型44.1.3流量传感器变送器的选型54.1.4执行器的选型54.2硬件电路6五.软件设计75.1控制规律的选择75.2MATLAB 仿真85.2.1传递函数的确定85.2.2采用数字PID控制的系统框图85.2.3参数整定95.3程序编写115.3.1PLC寄存器分配115.3.2程序流程图115.3.3源程序12六.结束语14七.参考文献15设计题目:智能化流量控制系统设计一. 设计任务1、 系统构成:系统重要由流量传感器,PLC控制系统、对象、执行
2、器(查找资料自己选取)等构成。传感器、对象、控制器、执行器可查找资料自行选取,控制器选取PLC为控制器。PLC类型自选。2、写出流量测量与控制过程,绘制流量控制系统构成框图。3、系统硬件电路设计自选。4、编制流量测量控制程序:软件采用模块化程序构造设计,由流量采集程序、流量校准程序、流量控制程序等某些构成二. 前言本课程设计来源于工业工程中对于流量监测和控制过程,其目是运用PLC来实现过程自动控制。当前,PLC使用范畴可覆盖从代替继电器简朴控制到更复杂自动化控制,应用领域极为广泛,涉及到所有与自动检测、自动化控制关于工业及民用领域。PLC通过模仿量I/O模块和A/D、D/A模块实现模仿量与数字
3、量之间转换,并对模仿量进行闭环控制。三. 系统控制方案设计图1 控制系统工艺流程图如图1所示为该控制系统工艺流程图,该控制系统重要是控制流过管道水流量,由于系统对控制规定不高,故系统采用单回路控制,被控对象为水流量,控制量为水泵电机转速,控制器选用PLC和变频器,传感变送器选用电磁流量传感变送器,执行器选用水泵。依照工艺流程图画出系统框图如下图2所示图2 系统框图从图2中可看出,系统可分为:控制机构、信号检测变送机构、执行机构三大某些,详细为:(l)控制机构:本系统控制机构涉及控制器(PLC)和变频器两个某些。控制器是整个流量控制系统核心。控制器直接对系统中流量信号进行采集,对来自人机接口和通
4、讯接口数据信息进行分析、实行控制算法,得出对执行机构控制方案,通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵电机)进行控制;变频器是对水泵电机进行转速控制单元,其跟踪控制器送来控制信号变化水泵电机转速控制(2)信号检测变送机构:在系统控制过程中,需要检测信号涉及管道水流量信号,其中水流量信号是本控制系统重要反馈信号。此信号是模仿信号,读入PLC时,需进行A/D转换。(3)执行机构:执行机构是由一种水泵电机构成,它用于将水供入管道,通过变频器变化电机转速,以达到控制管道水流量目。流量控制系统以供水出口管道水流量为控制目的,在控制上实现出口管道实际流量跟随设定水流量。设定水流量可以是一种常数,也可以是一
5、种时间分段函数,在每一种时段内是一种常数。水流量控制系统通过安装在管道上流量变送器实时地测量参照点水流量,检测管道出水流量,并将其转换为420mA电信号,此检测信号是实现水流量恒定核心参数。由于电信号为模仿量,故必要通过PLCA/D转换模块才干读入并与设定值进行比较,将比较后偏差值进行PID运算,再将运算后数字信号通过D/A转换模块转换成模仿信号作为变频器输入信号,控制变频器输出频率,从而控制水泵电机转速,进而控制管道中水流量,实现水流量恒定。四. 系统硬件设计4.1 设备选型4.1.1 控制器选型由于PLC控制器具备抗干扰能力强,扩展模块组合以便、编程简朴等长处,该控制系统采用PLC作为控制
6、器。由于水流量自动控制系统控制设备相对较少因而,咱们选用Siemens S7-200系列PLC,该系列PLC构造紧凑,价格低廉,具备较高性价比,广泛合用于某些小型控制系统。依照控制系统实际所需端子数目,并考虑PLC端子数目要有一定预留量,因而,CPU选用Siemens CPU 224,其开关量输出为10点,输出形式为AC220V继电器输出;开关量输入为14点,输入形式为+24V直流输入。由于实际中需要模仿量输入点1个,模仿量输出点1个,因此需要选取扩展模块,模仿量扩展模块选用Siemens EM 235,该模块有4个模仿量输入通道,1个模仿量输出通道。4.1.2 变频器选型由于本设计中PLC选
7、取是Siemens S7-200型号,为了以便PLC和变频器之间通信,咱们选取Siemens MicroMaster440变频器。它是用于三相交流电动机调速系列产品,由微解决器控制,采用绝缘栅双极型晶体管作为功率输出器件,具备很高运营可靠性和很强功能。MicroMaster440变频器输出功率为0.7590KW,合用于规定高、功率大场合,正好其输出信号能作为75KW水泵电机输入信号。此外该变频器可以通过RS-485通信合同和接口直接与西门子PLC相连,更便于设备之间通信。4.1.3 流量传感器变送器选型流量变送器用于检测管道中水流量,常装设在泵站出水口,流量传感器和流量转换器是将水管中水流量变
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