毕业设计（论文）

题    目   PLC水箱液位控制                                  

指导教师                                     

院    系  机电工程系                                   

班    级                                    

毕业设计（论文）任务书和开题报告

题目：PLC控制的水箱液位控制系统

一、设计方向：PLC技术应用

二、主要参考资料：

(1) 王世才主编、《电工基础》、中国电力出版社，2007年

(2) 孙津平主编、《数字电子技术》、西安电子科技大学出版社，2002年

(3) 周雪主编、《模拟电子技术》、西安电子科技大学出版社，2005年

(4) 刘万忠、刘明芹主编、《电器与PLC控制技术》化学工业出版社，2008年

(5) SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册，2001年

(6) 刘笃仁 韩保君编著、传感器原理及应用技术、西安电子科技大学出版社，2003

(7) 唐介主编、《电机与拖动》，高等教育出版社、2007年

(8) 温淑玲主编、《电力电子技术》，安徽科技出版社、2009年 

(9) 孙炳达主编、《自动控制原理》、机械工程出版社、2005年

(10) 王小立主编、《单片机应用技术一体化教程》、中国科技大学出版社、2008年

(11) 胡孔忠主编、《供配电技术》、安徽科学技术出版社、2007年

(12) 钱平主编、《交直流调速控制系统》、高等教育出版社、2005年

(13) 王爱广、王琦主编、《过程控制技术》、化学工业出版社、2008年

(14) 陈光会、王敏主编、《电力系统基础》、中国水利水电出版社、2004年

(15) 武昌郡主编、《自动检测技术及应用》、机械工程出版社、2005年

(16) 苏小林主编、《计算机控制技术》、中国电力出版社、2004年

(17) 钱武主编、《电力系统自动装置》、中国水利水电出版社、2004年

(18) 高健主编、《现代通讯系统》、机械工程出版社、2009年

(19) 何小艇著.电子系统设计.浙江：浙江大学出版社，2000

(20) 殷洪义主编.可编程序控制器选择、设计与维护.北京：机械工业出版社，2002

(21) 李进军 石成英主编.扩散硅压力传感器应力计算建模.北京：传感器世界，2004

(22) 曲波 吕建平编著.工业常用传感器选型指南.北京：清华大学出版社，2001

(23) 邵裕森 戴先中主编.过程控制工程.北京：机械工业出版社，2000

(24) 曹润生等编著.过程控制仪表.浙江：浙江大学出版社，2000王世才主编、《电工基础》、中国电力出版社，2007年

三、课题的内容和任务要求：

内容：以plc为核心实现对水箱液位转速测量与控制。

要求：1.利用按键设定当前的液体高度，并能显示当前的水流速度；

2.完成系统的整体方案设计以及元器件选择工作；

3.完成系统软件、硬件技术文件的设计工作；

4.完成系统的安装、调试工作；

5.完成毕业设计报告。

四、毕业设计进度安排：

5.2  《毕业设计开题报告》样本

题目：PLC控制的水箱液位控制系统

一、选题的意义

在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。由于液体本身的属性及控制机构的摩擦、噪声等的影响，控制对具有一定的纯滞后和容量滞后的特点，液位上升的过程缓慢，呈非线性。因此液位控制装置的可靠性与控制方案的准确性是影响整个系统性能的关键，因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。可编程控制器（PLC）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，主要用来代替继电器实现逻辑控制。 PID控制（比例、积分和微分控制）是目前采用最多的控制方法。

二、研究的主要内容，拟解决的主要问题（阐述的主要观点）

研究的主要内容：

本文主要是对一水箱液位控制系统的设计过程，涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PLC控制、PID算法、传感器和调节阀等一系列的知识。作为单容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了PID算法，控制核心为S7-200系列的CPU222以及A/D、D/A转换模块，传感器为扩散硅式压力传感器，调节阀为电动调节阀。选用以上的器件设备、控制方案和算法等，是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求

三、研究（工作）步骤、方法及措施（思路）

1.分析设计任务、资料的收集：对单容水箱液位/压力控制系统。这是一个单回路反馈控制系统,控制的任务是使水箱的液位/压力等于给定值,减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。用液位/压力参数为被控对象。交流电动机带动齿轮泵通过阀1向上水箱供水,调节阀2使之同时向外排水,令入水的速度大于出水的速度,达到被控参数(液位/压力)的动态调整。

2.初步方案的选定：以plc为核心，外加PID,液位控制等器件组成。形成原理结构框图。

3.原理设计、元器件选择：进行详细的电原理图设计，进行模块化仿真。

4.硬件设计：在通过模块化仿真的基础上，利用Protel对电原理图进行规范和完善，并完成PCB的制作。

5.软件设计（流程图、源程序）：软件采用模块化设计，分为主程序、显示子程序、定时子程序、测速子程序以及相应的中断服务子程序。画出流程图，用汇编语言编制源程序并在实验仪上进行调试。

6.安装调试：线路安装，功能调试，方案修整完善以达到课题设计要求。

7.完成报告：整理材料，完成设计说明书。

四、毕业设计提纲

1.引言

2.设计任务分析

3.方案选定（包括方案比较）

4.方案设计

⑴硬件设计   ⑵软件设计    ⑶安装调试

5.总结评价

6.参考文献

7.附录（电路原理图、线路板图、程序清单等）

PLC控制的水箱液位控制系统

摘要

在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。由于液体本身的属性及控制机构的摩擦、噪声等的影响，控制对具有一定的纯滞后和容量滞后的特点，液位上升的过程缓慢，呈非线性。因此液位控制装置的可靠性与控制方案的准确性是影响整个系统性能的关键，因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。可编程控制器（PLC）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，主要用来代替继电器实现逻辑控制。 PID控制（比例、积分和微分控制）是目前采用最多的控制方法。

本文主要是对一水箱液位控制系统的设计过程，涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PLC控制、PID算法、传感器和调节阀等一系列的知识。作为单容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了PID算法，控制核心为S7-200系列的CPU222以及A/D、D/A转换模块，传感器为扩散硅式压力传感器，调节阀为电动调节阀。选用以上的器件设备、控制方案和算法等，是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。

关键词 PLC,PID,液位控制

目  录

PLC控制的水箱液位控制系统

摘要

第一章  绪论

第二章 设计任务与要求

2.1基本任务

2.2 基本要求

2.3给定条件

2.4 主要性能指标

2.5扩展功能

第三章 总体论证

3.1 总体方案的选择

3.1.1 控制方法选择

3.1.2 系统组成

3.2 确定系统功能、性能指标

第四章 系统设计

4.1 建模过程

4.２ 

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