基于單片機的液位控制系統(tǒng)設計和實現(xiàn)機械設計及其自動化專業(yè)

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1、目錄題 目 基于PLC的液位控制系統(tǒng)設計 英文并列題目 Liquid level control system based on PLC 目錄摘要1第一章 緒論21.1本課題所設置的背景21.2 本課題研究的內(nèi)容及主要方法21.3 預期的結果及意義2第二章 系統(tǒng)方案設計32.1 常見的鍋爐類型32.2 鍋爐的液位控制技術42.3本課題采用的方案52.3.1 鍋爐的液位控制系統(tǒng)52.3.2 PID的控制方式與簡介5第三章 系統(tǒng)硬件選型73.1 PLC的發(fā)展現(xiàn)狀73.2 PLC 的基本結構與工作方式83.2.2 PLC的工作方式83.3 液位傳感器的定義、組成與選擇93.3.1 傳感器的定義93.

2、3.2 傳感器的作用與組成93.3.3 液位傳感器的類型103.4 液位開關的選擇103.5 控制閥的流量測量113.5.1 測量的概述與檢測方法113.6 報警裝置的設計123.6.1 報警系統(tǒng)裝置的設計與功能13第四章 硬件設計144.1 PLC的選擇144.2 I/O分配表與輸入、輸出點的說明144.2.1 輸入、輸出點的說明144.3 PLC控制液位的I/O接線圖15第五章 系統(tǒng)主程序的設計175.1 系統(tǒng)的主程序的設計175.2 系統(tǒng)主程序的調試205.3 系統(tǒng)設計的不足22第六章 總結23致謝24參考文獻25附錄26基于PLC的液位控制系統(tǒng)設計摘要：在生產(chǎn)與設備的運行中自動化隨著科

3、學技術的日趨發(fā)揚，在我國各方面的發(fā)揚中，涌現(xiàn)了用自動化控制慢慢代替人為地控制的局勢，傳統(tǒng)的人工控制不控制成為人們首取的方式之一。而在人們的生活之中或是在產(chǎn)業(yè)的管理生產(chǎn)中，PLC是對設備控制的主流裝配，而液位控制亦然在工業(yè)的控制中較為習見的過程化的控制。本文中對鍋爐的液位控制，需要高精度，高效率，且能確保設備安全運行的控制裝置，PLC則是本文理想的控制裝置。鍋爐中的液位是其最關鍵的參數(shù)，太高或太低的液位則影響設備的生產(chǎn)和運轉。本課題主要著重研究的是對工業(yè)中蒸汽鍋爐的液位控制。眾所周知，我國工業(yè)發(fā)展水平日趨提高，在工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴大，它將會不斷的強化生產(chǎn)過程與對一些生產(chǎn)設備進行更新，鍋爐是一種

4、能夠提供動力的設備，它能夠提供工業(yè)生產(chǎn)所需的熱源與力源。毋庸置疑而課題主要討論的是鍋爐給水即液位的變化，。當液位過低時，如不及時控制則可能燒壞鍋爐并引發(fā)爆炸，液位過高則會使過熱器管壁結垢導致?lián)p壞，影響設備運行安全。為確保設備能安全，穩(wěn)定的運行，將用PLC作為主要控制裝置，設置鍋爐上限位于下限位，根據(jù)液位情況，用PID來對參數(shù)進行整定，最后用MCGS進行調試，以達到課程設計的的目標。關鍵字：液位； PLC ； PID Liquid level Control system based on PLCAbstract：With the development of science and techn

5、ology, 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 contr

6、ol 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

7、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 su

8、perheater tube and affect the safety of the equipment. If the system is not safe and reliable ,Im going to use PLC as the main device, select the appropriate PID parameters to live up to my goal.Keyword: liquid level；PLC；PID第 1 頁 共 31 頁第1章 緒論1.1本課題所設置的背景工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的操作設備，其在我國使用較為普遍；近年來，隨著工業(yè)水平的提高，對

9、鍋爐的控制與使用也更加嚴格化，而現(xiàn)階段，我國對鍋爐的發(fā)展與認知相對于國外還有一定的距離，對于鍋爐的控制與研究，我國現(xiàn)有的水平還很低下，對于鍋爐的相關參數(shù)設置也需要深入研究，且鍋爐在我國的數(shù)目日趨增多，對鍋爐的使用以及其自身需要控制的參數(shù)要求精準的控制與調節(jié)，液位是鍋爐中的關鍵參數(shù)，本課題將對液位進行研究。1.2 本課題研究的內(nèi)容及主要方法本課題將采用PLC來對鍋爐中參數(shù)液位的控制，由于PLC具有配套完備，功能齊全，且適用性廣的特點，對于鍋爐中的液位能夠進行有效的控制，所以PLC是最理想的控制設備。而液位傳感器能將檢測得來的信號變化成為電形式的信號信號輸送到PLC的模擬通道中，由PID算法裝置得

10、出合理的控制參數(shù)從而得到理想的輸出信號，再經(jīng)信號處理器輸送到作為執(zhí)行器的電動調節(jié)閥中從而控制閥門的開度。在此設計中雖然有PID算法得出控制參數(shù)，但是此過程仍需要報警裝置來確保鍋爐中液位不會出現(xiàn)過高或過低的現(xiàn)象。設計前要掌握PLC的基礎知識，從而能夠寫出設計語言：梯形圖的設計與程序的編寫是系統(tǒng)能夠操作運行的關鍵。在設計課題的過程中，對于驗證系統(tǒng)是否具有可行性，則在電腦上用MCGS軟件模擬運行，由于所在學校的資源豐富，師資能力強大，對于設計過程中存在的問題，會向指導老師請教或者查找相關的書籍來解決問題。1.3 預期的結果及意義能計劃一項基于可編程邏輯控制器液位控制系統(tǒng)的方案，且具有一定的實行性。在

11、電路中主要實現(xiàn)的功能是對于水位進行檢測，并且能夠控制水泵的啟動與停止。在水位中主要的控制的是水泵，因此要實現(xiàn)PID的調節(jié)功能，讓被控制的變量經(jīng)過A/D轉變后，所得的變量與電動調節(jié)閥的開度得到的一致的信號能夠對通道中液體中的流量進行一定的控制，從而使鍋爐中的液位能再控制范圍之內(nèi)。在進行對水泵的啟動時，檢測液位，當水位高于上限時，打開出水閥，進水閥關閉；水位低于下限位時，關閉出水閥，打開進水閥；若水位超出上限位或低于下限位則進行出錯顯示，鍋爐中水位的顯示狀況可由MCGS組態(tài)軟件調試，運行。第二章 系統(tǒng)方案設計在接下來的設計方案會展開對本課題進行更深的研究，一個設計方案能讓之后的設計有明確的目標與執(zhí)

12、行方向。2.1常見的鍋爐類型常見鍋爐的分類，由表2-1所示。表2-1 常見鍋爐的分類2.2 鍋爐的液位控制技術 在技術的不斷改革中，一大批控制系統(tǒng)被用在各領域中，液位的控制方法具體如下：(1) PLC的液位控制系統(tǒng) PLC液位控制系統(tǒng)，是一個精確的液位控制系統(tǒng)，由于PLC具有配套完備，功能齊全，且適用性廣的特點，所以PLC液位控制系統(tǒng)是最理想的控制設備。其系統(tǒng)圖如2-1所示。圖2-1 PLC液位控制系統(tǒng)圖 （2）繼電器水位控制系統(tǒng) 該水位控制系統(tǒng)，是一種基于單片機的控制系統(tǒng)，監(jiān)測水位需要用繼電器來控制完成，電路的設計是控制系統(tǒng)的進水或者出水的關鍵部分，該過程主要是由電路來完成。浮子液位傳感器主

13、要用來測量液位，上限與下限位控制是它的特點。該系統(tǒng)應用簡單，不適合復雜而又要求精確的液位控制。（3）分散控制系統(tǒng)的水位控制系統(tǒng)在水位控制方面，其具有普遍的廣泛，綜合能力強，其簡稱為DCS，它是以通信網(wǎng)絡為橋梁，有進程監(jiān)控級與進程控制級組成：分離操作，會合操作與分級操縱，是它的首控制。由于它的成本較高，適用于大范圍且復雜的領域中。其控制過程如圖2-2所示。圖2-2 DCS控制過程2.3本課題采用的方案根據(jù)本課題研究的是對鍋爐液位的控制，所以從適用性與可實施性，采取的方案是基于可編程邏輯控制的液位控制系統(tǒng)。相對于其它的兩種介紹方案，可編程邏輯控制電路，對于鍋爐中的液位能夠進行有效的控制，能夠更加的

14、適合本次方案的設計。2.3.1 鍋爐的液位控制系統(tǒng)工業(yè)鍋爐對于液位的自動調節(jié)，這需要對進出口的液體流量進行控制。于PLC的靈活性與適用性，所以本課題選用PLC進行編程：具體是對鍋爐液位設定一個上液位與下液位。當容器液位達到上限時，控制裝置切斷液體泵的動力，排出液體出口，排出液體。當鍋爐水位降到較低水平時，控制裝置接通泵的供給，液面緩慢上升從而實現(xiàn)自動化控制，當液位過高或過低便產(chǎn)生出錯調整，引出PID進行控制參數(shù)，將數(shù)值進行即時的調節(jié)最后用MCGS進行模擬運行液面情況。2.3.2 PID的控制方式與簡介(1) PID的控制方式設定水箱液位得設定得數(shù)值為A,所反饋得數(shù)值為B;當系統(tǒng)所設定得參數(shù)值小

15、于A時，PID器的調節(jié)輸入的偏差數(shù)值就是A與B間的差值，輸出的信號就是這個差值，與此同時輸送給電動式的調節(jié)閥，電動式的調節(jié)閥便是維持的鍋爐中一定的液位。把根據(jù)系統(tǒng)所要給的信號與所要控制的變動的量之差作為PID的調節(jié)的輸入信號e，所得到得信號e送入PID的程序進行相應的運算，使其中的輸出信號通過控制器的A/D轉換成420MA的模擬信號的形式來對調節(jié)閥的開度進行調節(jié)。壓力式的變送器將鍋爐中液位情況轉換為相應的電形式的信號再A/D轉換器得到控制變量，然后再把給定的信號與控制的變量作差的到信號e，這樣又送入到了PID中，于所又開始進行新的調節(jié)，這也就實現(xiàn)了對鍋爐中的液位情況作出及時的調節(jié)。 （2）PI

16、D算法的簡介PID算法是目前為止仍然為一種廣泛應用的控制算法之一。在調節(jié)器的應用中，PID控制是較常用的控制規(guī)律。 PID 調節(jié)器為一種線性的調節(jié)器，它按照所設定數(shù)值r(t)和輸出的現(xiàn)實情況的數(shù)值c(t)所構成控制的誤差數(shù)值：e(t)=r(t)-c(t)，常見的PID控制的系統(tǒng)理論框圖2-3所示。 圖2-3 控制的系統(tǒng)原理框圖將偏差值的比例、積分與微分通過線性的組合來組成，這些數(shù)量被稱為控制量，對這些控制的數(shù)量進行一定的控制。應用在一些實際的場合中我們常根據(jù)控制對象的特點與所規(guī)定的控制要求將比例，積分與微分的基本一些控制規(guī)律安排適當?shù)慕M合，從而達到對被控制的參數(shù)有效地進行控制的目的。模擬PID

17、的調節(jié)器控制規(guī)律為：該公式中，Kp為比例的系數(shù)，T1為積分時間的常數(shù)，Td為微分的時間常數(shù)。第三章 系統(tǒng)硬件選型3.1 PLC的發(fā)展現(xiàn)狀 PLC在產(chǎn)生之前的工業(yè)控制系統(tǒng)中一直是以依賴著繼電控制器以實現(xiàn)其功能，可這種類型的控制器大多都存在著耗電多、壽命短、體積龐大、運行速度慢及可靠性相對較低等一些不足之處，于此同時PLC對它所位于的工作環(huán)境中的適應性存在著缺陷，因此PLC需不斷改進。近些年來，PLC在多樣多樣的領域中起到了較為關鍵的作用，無論其結構和應用的技術方面，它們都在不斷地更新，功能也在不斷地完善且性比價日趨升高。（1） 產(chǎn)品規(guī)模不斷改革 PLC現(xiàn)已趨向小型與超小型規(guī)模發(fā)展，逐步滿足小型自

18、動化與單機的需求。隨著先進技術的不斷發(fā)展，復雜系統(tǒng)控制不斷提高，PLC需要具備速度快，容量大，技術越來越完善的性能。（2）向通信網(wǎng)絡化發(fā)展當前的發(fā)展潮流是PLC的網(wǎng)絡控制，各個生產(chǎn)商在完善PLC聯(lián)網(wǎng)的性能時，專用的通信軟件與通信模塊成為生產(chǎn)商發(fā)展的主要部分。 向通信網(wǎng)絡化模式的發(fā)展也是未來的一種發(fā)展趨勢。(3) 向模塊化，智能化發(fā)展由于工業(yè)自動化中多種多樣的控制系統(tǒng)需要更完善的PLC，隨著近幾年的發(fā)展，技術人員研究出很多的新器件與模塊。例如智能輸入輸出模塊、溫度控制模塊與用來特定檢查PLC外部故障的特定智能模塊等，模塊的設計與使用不但使功能增強，擴大PLC的使用范圍，還提高整個系統(tǒng)的可靠性。（

19、4）編程語言和工具的多樣化與標準化隨著硬件與編程輔助工具的更新?lián)Q代、多彩多樣、功能的不斷完善，這些變化趨勢都在向著制造自動化靠近；PLC的基本組件，如I/O模塊、通信協(xié)議、編程語言和工具等，正變得越來越規(guī)范和規(guī)范，所以編程語言和工具的多樣化與標準化會呈現(xiàn)在我們的生活中。3.2 PLC 的基本結構與工作方式3.2.1 PLC的基本結構PLC的構成布局大致上與微小型計算機近似，其中CPU(中央處理單元)，其硬件結構如圖3-1所示。 圖3-1 硬件結構 3.2.2 PLC的工作方式PLC得電后先使系統(tǒng)進行初始化，將自身內(nèi)部的電路狀態(tài)恢復到最初開始的狀態(tài)，然后開始自我診斷，確保系統(tǒng)能夠正常的運轉，再對

20、其通信的接口掃描，如果接有外圍設備則與所接的外圍設備通信。如通信接口處無外圍或已完成對外圍設備的通信，則系統(tǒng)開始輸入采樣，測試輸入設備的狀態(tài)如開關、按鈕等。完成上述工作后，PLC將所收集來的結果依照一定的流程執(zhí)行程序，在一系列動作完成后，PLC對所得出的輸出結果進行檢測并進行更行。PLC將不斷重復以上流程。PLC的工作過程如圖3-2所示。圖3-2 PLC的工作過程3.3 液位傳感器的定義、組成與選擇 3.3.1 傳感器的定義傳感器是用特定的精確度把被測量的值轉換成與其所確定的對應關系并且方便使用在另一種的測量信號的裝置。 3.3.2 傳感器的作用與組成1.傳感器的作用 傳感器在生產(chǎn)過程中有多種

21、多樣的參數(shù)需要進行測試和加以控制，如經(jīng)常使用非電量形式有的力、壓力、流量、溫度、轉速、震動等。傳感器對于這些參數(shù)的測量起著不可比擬的作用。2. 傳感器的組成傳感器通常是由轉換元件、敏感元件、轉換電路這三部分組成，其特點如表3-1所示。其組成的形式如圖3-3 所示。表3-1 傳感器組成部分特點圖3-3 組成的傳感器形式圖 3.3.3 液位傳感器的類型因為被轉換的被檢測的非電信號的形式有著很大的差別，所以有著很多液位傳感器也有著多種多樣起著轉換的作用。浮球式液位傳感器應具備著較高的敏感度、相對較高的動態(tài)工作特性、靜態(tài)的工作特性與動態(tài)的工作特性、還有線性的關系。工作的可靠性與結構的簡單性也作為其的重

22、要要求。液位的傳感器是利用化學原理與物理普通的或基本的規(guī)律；在一些非電量形式的作用下產(chǎn)生了一些新的事物，比如說點的效應，即是把非電量的形式轉變成電量的形式的一種裝置。對于傳感器的各方面功能，它的應用也具有廣泛性。對于傳感器的特點，其也有各種各樣的種類。3.4 液位開關的選擇在鍋爐液位的控制系統(tǒng)中，液位開關對鍋爐中的液位控制是必不可少的，液位開關的設置能夠及時的反應出水位以此來進行有效的報警，這樣能夠及時的避免鍋爐中液位過高或過低從而產(chǎn)生危險的情況，為了在自動的控制系統(tǒng)與人工進行加以有效的控制，也缺少不了液位開關的重要作用。本課題中采用的開關位浮球式液位開關。下常見的液位類型的開關如表3-2所示

23、。表3-2 常見的液位類型的開關表液位開關1電容式的液位開關式是由液位變化所引起的差值波動2.形成DAD電容式來進行對芯片檢測，對信號處理同時輸出到另一端。3.同時也避免了傳統(tǒng)對于液位檢測方式的可靠性與穩(wěn)定性差的缺點。浮球式液位開關1.以波動的開關作為輸出端，傳達信號。2.當過水平面以上的28%時，內(nèi)部鋼珠滾動以此處于NO的狀態(tài)輸出。3.由浮球連接的桿來控制開關的閉合的狀態(tài)。壓力式1.采用水位波動的產(chǎn)生壓力來進行水位控制。2.采用壓力式水位開關。3.由彈性元件對壓力進行檢測，靠元件產(chǎn)生的形變觸動觸點。3.5 控制閥的流量測量控制閥它可以控制水泵的開度，以至于來控制液位的輸出量，從而水泵的水的流

24、量在有效的控制范圍之內(nèi)。對于控制閥的流量測量，是流經(jīng)單位時間的管道橫截面積的質量或體積。前面的對象成為質量的流量，后面一者所指的是液體所通過的流量。3.5.1 測量的概述與檢測方法在工業(yè)的生產(chǎn)中，對流量的測量應用的最為廣泛，對于流量的測量方法有多種多樣。本課題對于鍋爐的水泵流量的測量，我選擇節(jié)流差壓法。1.流量的概述 氣體與液體這兩個對象被稱為流體，流量是指在單位時間內(nèi)所流過的某種截面的面積流體的質量或者體積。前者指的是質量的流量，體積的流量。流量通常是指兩種所表達的方法。通常為Qm,Kg/h是流量的單位。Qv是體積流量,M3/h或者L/h。2.流量檢測的方法與分類流量的檢測的條件具有多樣的特

25、性性與復雜的特性，主要的方面的可行性方法有很多，下面介紹幾種常用液體流量檢測介紹如表3-3所示。表3-3 常用液體流量檢測介紹表節(jié)流差壓法1.當流體經(jīng)過元件時，液體的流體管道減少。2.流體速度在節(jié)流的元件位置形成的局部面積的收縮，此時流量速度提高3.參與系統(tǒng)運行的流體的值與靜差由函數(shù)關系，得出流量壓力，求得流量速度法1.測出流體的流量速度與管道橫截面，求得液體的質量。2.在管道中，橫截面積為常數(shù)值，液體的流速與流量速度由很小的關聯(lián)。3.液體的額流速逐漸變大就會變小，二者流速成正比。質量流量檢測1.直接式的流量的測量方式直接利用波動值、熱與熱差進行對象測量。2.用間接的流量測量方式利用直接式所測

26、量的值進行對象測量。3.系統(tǒng)測量構成為測量流量計與壓力、溫度等補償環(huán)節(jié)構成。3.6 報警裝置的設計我們所知道的是在工業(yè)生產(chǎn)中，報警系統(tǒng)可以能夠有效的使系統(tǒng)做出即時的措施，也可以使工作中的人們產(chǎn)生一定的警覺，這也是在安全生產(chǎn)時所需做的比不可少的防護之一。在設備運行生產(chǎn)的時候，例如一些設定的參數(shù)大于等于所規(guī)定值時，所設定的閃爍燈會閃爍或者蜂鳴器會發(fā)出警報的聲響。加強防范系統(tǒng)可以設置聯(lián)鎖裝置，信號報警與聯(lián)鎖系統(tǒng)相互間存在的聯(lián)系和位置，用圖3-4所示。圖3-4 信號報警與聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)系圖3.6.1 報警系統(tǒng)裝置的設計與功能在工程的實踐中，信號的報警裝備應該是裝在塵埃較少，沒有侵蝕氣體的存在，震蕩也應當較

27、少些。它可以采取半導體類型的邏輯的電路。價格比較便宜，且功能要很靈活。閃光類型的報警器，聲光類型的報警器。1、另外報警的系體供電一樣平常是與儀表的供電品級所類似。此外對報警器的系統(tǒng)的功能進行簡單描述：(1) 具有閃光信號的報警系統(tǒng)當一些過程的參數(shù)發(fā)生超出限定的數(shù)值時，檢測功能的檢測到該信號并且把它傳輸?shù)叫盘柕膱缶到y(tǒng)中，從而發(fā)生出聲音的報警器，發(fā)出一些報警信號。(2) 不閃光的信號的報警系統(tǒng)。當過程的參數(shù)發(fā)生參數(shù)超出限定的數(shù)值時，檢測功能的檢測到該信號并且把它傳輸?shù)叫盘柕膱缶到y(tǒng)中，從而發(fā)生出聲音的報警器，發(fā)出一些報警信號。，信號燈會依舊保持亮的狀態(tài)，在這個過程的參數(shù)回到了安全范圍之內(nèi)的時候，

28、燈光便熄滅。 2、能夠區(qū)別第一的事故原因的報警系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中有時會設置不同的幾個過程參數(shù)在生產(chǎn)設備中以此來進行快速的報警，當有一些事故發(fā)生了與平時狀態(tài)不易樣的情況時，其中指的是第壹的起因時間剖析，也因此必須就設計能夠來區(qū)分事故所發(fā)生的信息的報警的系統(tǒng)裝置。第四章 硬件設計4.1 PLC的選擇在本設計方案中，根據(jù)數(shù)字I/O點的系統(tǒng)，PLC的類型我選擇的是FX2N-16MR。FX2N系列的輸入、輸出點如表4-1所示。 表4-1 FX2N的系列基本單元 4.2 I/O分配表與輸入、輸出點的說明 4.2.1 輸入、輸出點的說明根據(jù)控制要求，本系統(tǒng)首要實現(xiàn)的功能是液位的檢測與液位的報警。再者是控制水泵

29、的啟動與停止。對于液位的控制，主要控制的對象是流量控制，鍋爐為主要的容器。其中X1為啟動的按鈕，X2為停止按鈕，X3表示的是最低的液位行程式開關。，X4所表示的是最高的液位行程式開關。Y0表示水泵的進水，當鍋爐的液位比液位的下限低時，此時X3接通，Y0通電。當在鍋爐液位高于上限液位，即Y1工作停止水泵供水。當所設計的系統(tǒng)設定的判斷為1S到時，此時的時間繼電器通上電，Y2開始工作，此時開始運行PID。Y3表示對出錯信息報警。水位的最大值表示為350mm,最小值為200mm。 4.2.2 I/O分配表 I/O分配表如表4-2、4-3顯示。表4-2 輸入分配表表4-3 輸出分配表 4.3 PLC控制

30、液位的I/O接線圖 PLC控制液位的I/O接線圖如圖4-1。 圖4-1 I/O接線圖 系統(tǒng)軟件的設計第五章 系統(tǒng)主程序的設計5.1 系統(tǒng)的主程序的設計在編寫程序前先把該程序流程圖的先畫出來，如圖5-1所示，流程圖是一種圖像的表示，它是由流程、算法、過程所表示。從本課題的要求中所知道，根據(jù)鍋爐液位的控制應該由PID算法與邏輯判斷所組成；鍋爐中的上限位與下限位需要進行嚴格的控制，可編程邏輯控制器主要是來對信號進行轉化成數(shù)字信號，然后進行運算。毋庸置疑，該過程會消耗一定的時間，所以這個系統(tǒng)會出現(xiàn)一定的遲滯現(xiàn)象，由此PLC的工作運行的速度就會下降。本系統(tǒng)采用的時間為1S對其進行控制，因此的到的參數(shù)便會

31、得到處理，采集。本課題用350CM作為對鍋爐中上限位的設定，用200CM對鍋爐液位中的下限位進行設定。這個過程是：鍋爐中的液位如果高于液位的上限便開始對水泵停止對鍋爐中液位的供給。反之，則開始對鍋爐中的液位供給。本系統(tǒng)有一個1S的設定時間參數(shù)，當達到1S時，PID便開始運轉。圖5-1 程序流程圖（1） 本系統(tǒng)對PID的運行前的參數(shù)設置，F(xiàn)X2N-2D/A與FX2N-4D/A是程序采用的PLC模塊，設定為N01與N02。其中程序中用FX2N-2A/D模塊中的輸入端1作為PID的運算的結果。其中圖5-2表示在沒有超出液位時的算法。圖5-2 無超出液位時PID控制程序圖（2）在系統(tǒng)過程中的PID運算

32、，然后將計算的輸出值輸出在FX2N-2D/A轉換單元如圖5-3所示。圖5-3 PID運算，輸出至FX2N-2A/D轉換單元程序圖（3）在液位的上限位、下限位的設定值的比較，看程序在運行時是否超出運行，若超限，則水泵停止供水，若低于下限，則水泵開始供水，若不超限則進行PID運算，若超限則循環(huán)處理至正常值，延時1S，讓PID進行處理。其過程如圖5-4所示。 圖5-4 水位是否超限及水泵運行程序圖5.2 系統(tǒng)主程序的調試本系統(tǒng)采用MCGS組態(tài)軟件來對程序進行調試 。 1.參照軟件的元件種類，根據(jù)所需本課題中所需要的對象，進行元件選擇，水泵、報警燈、鍋爐等然后將引入的元件組成如圖5-5所示。圖5-5

33、元件組成圖2.元件設置好后，如圖5-6進行窗口保存。圖5-6 窗口保存圖3.對各個元件進行參數(shù)設置且使它們的功能一一對應，仔細檢查無誤后后，選定下載功能。如果參數(shù)設置正確，則有工程成功的提示，然后啟動運行，載配置圖5-7所示。圖5-7 下載配置圖4.軟件運行完畢后，將液位的值模擬設置為高于上限值時，進水閥應該關閉，啟動出水閥，報警燈亮。報警滾動條描述為上限位報警。其水位高于上限位圖如圖5-8所示。圖5-8 水位高于上限位圖5.再將液位的值模擬為低于液位下限，水泵供水，出水閥關閉，進水閥打開。報警滾動條顯示低液位，其水位低于下限圖如圖5-9所示。圖5-9 水位低于下限圖5.3 系統(tǒng)設計的不足在這

34、次設計中，我用的是MCGS軟件進行調試，一開始不能進行監(jiān)控狀態(tài)，后來才發(fā)現(xiàn)是有的對象設計由問題，經(jīng)過認真的檢查和修改，最總使軟件運行了起來。該程序在安全性問題還是有欠缺的，在鍋爐的運行情況中，鍋爐出現(xiàn)問題應該具有完善的報警系統(tǒng)與即時的解決方案。在程序中，一開始對于PID的調節(jié)不是很清楚，平時在老師的課上除了在過程自動化的課上老師講過，那也只是理論知識，而沒有真正的運用在程序中，所以要對PID在程序中的應用我是詢問過老師，當然我們的指導老師很有耐性并且還發(fā)了幾篇具有代表性的文章，我把這幾篇文章認真的看了一下，并且還參考了一些在自己的論文中，這才使自己的程序變得復雜些，一開始我把程序想的很簡單，設

35、計思路只是把上限和下限和發(fā)生故障時采取的方法用到的放在程序中，但是想的比較片面。我覺得程序可以在安全性問題上可以再加強一些，比如電機是否空轉等等一些問題。針對于論文中的不足，我以后要好好學習，擴大我的知識儲備，爭取寫出更完善的程序。第六章 總結在經(jīng)過幾個月的論文攥寫中，我收獲了很多。對于論文從摘要、目錄等內(nèi)容進行著手，按順序進行續(xù)寫，每一處都要仔細的查閱資料，然后用自己的話去表達，這樣一方面是檢驗自己所收獲的情況，還有一方面提高了自己的動手能力。在無錫職院的這三年的學習中，我意識到了實踐的重要性，學校也主要以實踐的理念去培養(yǎng)我們，學校的設備很多，甚至會超過一些本科的資源配置。寫論文需要一定的知

36、識儲備量與實踐的經(jīng)驗。雖然平時學校也會組織一些實踐性的實訓活動，但是我深深的感到我的實踐經(jīng)驗是遠遠不夠的，論文的硬件設計與軟件的設計是論文編寫最重要的部分，但是這恰恰是我不足的地方，要想寫出具有實質性的論文，對于軟件的編寫與程序設計具有一定的基礎，在本次論文的編寫，我查閱了很多資料，一開始我對于自己所寫的課題所構思的想法很法很簡單，只是簡單的完成了對于課題的基本要求，后來經(jīng)過老師的耐心的指導，老師也給了我?guī)灼哂写硇缘恼撐牡闹笇В也琶靼?，一個系統(tǒng)要考慮安全問題，且也有對一些裝置比如PID控制加入到所設計的程序中而不是表面說說而已，此外在學習的過程中，創(chuàng)新也是很重要的，在寫論文的時候，論文寫

37、的很死板，沒什么亮點，因此創(chuàng)新是能夠使論文成為亮點重要一點。經(jīng)過對程序的一番改造后，我所設計的程序提高了它的實用性，在此過程中，我還是有很多的不足之處，因為對于一開始的系統(tǒng)設計時，我想法很多，但是最后并沒有完全的達到要求，我所學的知識還是很有限的，鑒于以后能夠有更好的工作，我們還是必須更好的掌握一些基礎以及更深層次方面性的知識，這樣才能不枉我們曾經(jīng)的努力，也不會辜負我們一開始進入學校的初衷，更重要的是，我們不能辜負父母與老師對我們的期望。在深知自己的缺點之后，我會努力的豐富自己，好好學習自己的專業(yè)知識，從而實現(xiàn)自己的理想。致謝： 首先非常感謝我的畢業(yè)設計指導老師，老師很負責，對于有要完成的任務

38、，老師第一時間會通知我們，讓我們有足夠的時間去找資料，完成任務。我的專業(yè)基礎很是薄弱，我深知自己的不足，對于疑惑的地方我也會去詢問老師，老師并沒有不耐煩而且很有耐心的指導我，對此我想對畢業(yè)設計指導老師說聲:老師，您辛苦了！當然我們的學習、發(fā)展離不開學校給我們提供的豐富資源與良好的學習氛圍，寫論文需要一定的知識儲備量與實踐的經(jīng)驗。平時學校也會組織一些實踐性的實訓活動來提高我們的動手能力也為我們提供了良好的學習氛圍，讓我們更方便的去實驗室進行動手操作，同時也要非常感謝學校提供寫論文的機會，讓我們對論文的書寫規(guī)范有了一定的認知，讓我們知道我們的不足之處。最重要的是學校通過知網(wǎng)對論文進行查重，這讓我們

39、知道了學習應該腳踏實地，不能弄虛作假，這不僅對于學習，更是對以后的工作與生活也要如此，再這里將十分的感謝學校，學校的教導我們不會忘記。最后，我想感謝我的父母，父母工作不容易還要為我們操勞，這讓我對學習更加的有了動力，我會好好學習，報答父母，將來在社會能體現(xiàn)出我的價值！參考文獻1 陳剛 .傳感器的原理與應用M .北京：中國大學出版社, 2011 .2 蔡杏山.PLC技術+日通M.北京：中國電力出版社,2015.3王愛廣.過程控制技術M.北京：化學工業(yè)出版社,2012.4陳忠平.三菱FX/Q系列PLC自學手冊M.北京：人民郵電出版社,2009.5孔凡才.自動控制原理與系統(tǒng)M.北京；北京：機械工業(yè)出

40、版社，2007.6周四六. FX系列PLC項目教程M.北京：北京師范大學出版社,2011.7孫洪程.自動控制工程設計.M.北京：高低教育出版社，2016.8李俊秀.可編程控制器應用技術.M.北京：化學工業(yè)出版社，2015.9溪茂龍.小型綜合自動化系統(tǒng)集成.M.北京:西安電子科技大學出版社，2014.10李粵.液壓系統(tǒng)PLC控制.M.北京：化學工業(yè)出版社，2009.11王振波 .工業(yè)鍋爐技術.M北京；中國石化出版社，2010.12齊永奇.測控系統(tǒng)原理與技術M.北京：北京大學出版社，2014.13莫秋云.液體傳動與控制M.西安：西安電子科技大學出版社，2013.14白志剛.自動調節(jié)系統(tǒng)解析與PID整定M.北京；化學工業(yè)出版社，2012.15張學名.三菱PLC應用100例M.北京:電子工業(yè)出版社，2011.第 23 頁 共 31 頁無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書附錄程序控制梯形圖： 第 1 頁 共 32 頁第29頁 共 29 頁第29頁 共 29 頁第 28 頁 共 31 頁