基于PLC的液位控制系统设计目录摘要 1第一章 绪论 21.1本课题所设置的背景 21.2 本课题研究的内容及主要方法 21.3 预期的结果及意义 2第二章 系统方案设计 32.1 常见的锅炉类型 32.2 锅炉的液位控制技术 42.3本课题采用的方案 52.3.1 锅炉的液位控制系统 52.3.2 PID的控制方式与简介 5第三章 系统硬件选型 73.1 PLC的发展现状 73.2 PLC 的基本结构与工作方式 83.2.2 PLC的工作方式 83.3 液位传感器的定义、组成与选择 93.3.1 传感器的定义 93.3.2 传感器的作用与组成 93.3.3 液位传感器的类型 103.4 液位开关的选择 103.5 控制阀的流量测量 113.5.1 测量的概述与检测方法 113.6 报警装置的设计 123.6.1 报警系统装置的设计与功能 13第四章 硬件设计 144.1 PLC的选择 144.2 I/O分配表与输入、输出点的说明 144.2.1 输入、输出点的说明 144.3 PLC控制液位的I/O接线图 15第五章 系统主程序的设计 175.1 系统的主程序的设计 175.2 系统主程序的调试 205.3 系统设计的不足 22第六章 总结 23致谢 24参考文献 25附录 26基于PLC的液位控制系统设计摘要在生产与设备的运行中自动化随着科学技术的日趋发扬在我国各方面的发扬中涌现了用自动化控制慢慢代替人为地控制的局势传统的人工控制不控制成为人们首取的方式之一。而在人们的生活之中或是在产业的管理生产中PLC是对设备控制的主流装配而液位控制亦然在工业的控制中较为习见的过程化的控制。本文中对锅炉的液位控制需要高精度高效率且能确保设备安全运行的控制装置PLC则是本文理想的控制装置。锅炉中的液位是其最关键的参数太高或太低的液位则影响设备的生产和运转。本课题主要着重研究的是对工业中蒸汽锅炉的液位控制。众所周知我国工业发展水平日趋提高在工业生产的规模不断扩大它将会不断的强化生产过程与对一些生产设备进行更新锅炉是一种能够提供动力的设备它能够提供工业生产所需的热源与力源。毋庸置疑而课题主要讨论的是锅炉给水即液位的变化。当液位过低时如不及时控制则可能烧坏锅炉并引发爆炸液位过高则会使过热器管壁结垢导致损坏影响设备运行安全。为确保设备能安全稳定的运行将用PLC作为主要控制装置设置锅炉上限位于下限位根据液位情况用PID来对参数进行整定最后用MCGS进行调试以达到课程设计的的目标。关键字液位 PLC PIDLiquid level Control system based on PLCAbstractWith the development of science and technology, the situation of using automatic control instead of artificial control has emerged in all aspects of our country.The more familiar process of control.In this paper, the boiler level control needs high precision, high efficiency, and can ensure the design of the boiler.Traditional manual control not only consumes a large amount of labor resources and costs, automatic control is one of the ways people take. is input by boiler operation: load, boiler feed water, fuel quantity, desuperheating water, air supply, draft air, etc.The output variables are: drvm water level, stea pressure and so on, these parameters are interrelated.What I mainly discuss is boiler feed water namely liquid level change.When the liquid level does not live up to the standard , if not controlled in time, the boiler may be burned out and the explosion will be triggered. it will cause damage to the wall of the superheater tube and affect the safety of the equipment. If the system is not safe and reliable ,I’m going to use PLC as the main device, select the appropriate PID parameters to live up to my goal.Keyword: liquid levelPLCPID第一章 绪论1.1本课题所设置的背景工业锅炉是工业生产中不可缺少的操作设备其在我国使用较为普遍近年来随着工业水平的提高对锅炉的控制与使用也更加严格化而现阶段我国对锅炉的发展与认知相对于国外还有一定的距离对于锅炉的控制与研究我国现有的水平还很低下对于锅炉的相关参数设置也需要深入研究且锅炉在我国的数目日趋增多对锅炉的使用以及其自身需要控制的参数要求精准的控制与调节液位是锅炉中的关键参数本课题将对液位进行研究。1.2 本课题研究的内容及主要方法本课题将采用PLC来对锅炉中参数液位的控制由于PLC具有配套完备功能齐全且适用性广的特点对于锅炉中的液位能够进行有效的控制所以PLC是最理想的控制设备。而液位传感器能将检测得来的信号变化成为电形式的信号信号输送到PLC的模拟通道中由PID算法装置得出合理的控制参数从而得到理想的输出信号再经信号处理器输送到作为执行器的电动调节阀中从而控制阀门的开度。在此设计中虽然有PID算法得出控制参数但是此过程仍需要报警装置来确保锅炉中液位不会出现过高或过低的现象。设计前要掌握PLC的基础知识从而能够写出设计语言梯形图的设计与程序的编写是系统能够操作运行的关键。。在设计课题的过程中对于验证系统是否具有可行性则在电脑上用MCGS软件模拟运行由于所在学校的资源丰富师资能力强大对于设计过程中存在的问题会向指导老师请教或者查找相关的书籍来解决问题。1.3 预期的结果及意义能计划一项基于可编程逻辑控制器液位控制系统的方案且具有一定的实行性。在电路中主要实现的功能是对于水位进行检测并且能够控制水泵的启动与停止。在水位中主要的控制的是水泵因此要实现PID的调节功能让被控制的变量经过A/D转变后所得的变量与电动调节阀的开度得到的一致的信号能够对通道中液体中的流量进行一定的控制从而使锅炉中的液位能再控制范围之内。在进行对水泵的启动时检测液位当水位高于上限时打开出水阀进水阀关闭水位低于下限位时关闭出水阀打开进水阀若水位超出上限位或低于下限位则进行出错显示锅炉中水位的显示状况可由MCGS组态软件调试运行。第二章 系统方案设计在接下来的设计方案会展开对本课题进行更深的研究一个设计方案能让之后的设计有明确的目标与执行方向。2.1常见的锅炉类型常见锅炉的分类由表2-1所示。表2-1 常见锅炉的分类2.2 锅炉的液位控制技术在技术的不断改革中一大批控制系统被用在各领域中液位的控制方法具体如下(1) PLC的液位控制系统PLC液位控制系统是一个精确的液位控制系统由于PLC具有配套完备功能齐全且适用性广的特点所以PLC液位控制系统是最理想的控制设备。其系统图如2-1所示。图2-1 PLC液位控制系统图2继电器水位控制系统 该水位控制系统是一种基于单片机的控制系统监测水位需要用继电器来控制完成电路的设计是控制系统的进水或者出水的关键部分该过程主要是由电路来完成。浮子液位传感器主要用来测量液位上限与下限位控制是它的特点。该系统应用简单不适合复杂而又要求精确的液位控制。3分散控制系统的水位控制系统在水位控制方面其具有普遍的广泛综合能力强其简称为DCS它是以通信网络为桥梁有进程监控级与进程控制级组成分离操作会合操作与分级操纵是它的首控制。由于它的成本较高适用于大范围且复杂的领域中。其控制过程如图2-2所示。图2-2 DCS控制过程2.3本课题采用的方案根据本课题研究的是对锅炉液位的控制所以从适用性与可实施性采取的方案是基于可编程逻辑控制的液位控制系统。相对于其它的两种介绍方案可编程逻辑控制电路对于锅炉中的液位能够进行有效的控制能够更加的适合本次方案的设计。2.3.1 锅炉的液位控制系统工业锅炉对于液位的自动调节这需要对进出口的液体流量进行控制。于PLC的灵活性与适用性所以本课题选用PLC进行编程具体是对锅炉液位设定一个上液位与下液位。当容器液位达到上限时控制装置切断液体泵的动力排出液体出口排出液体。当锅炉水位降到较低水平时控制装置接通泵的供给液面缓慢上升从而实现自动化控制当液位过高或过低便产生出错调整引出PID进行控制参数将数值进行即时的调节最后用MCGS进行模拟运行液面情况。2.3.2 PID的控制方式与简介(1) PID的控制方式设定水箱液位得设定得数值为A,所反馈得数值为B;当系统所设定得参数值小于A时PID器的调节输入的偏差数值就是A与B间的差值输出的信号就是这个差值与此同时输送给电动式的调节阀电动式的调节阀便是维持的锅炉中一定的液