1、 过程控制工程设计过程控制工程设计课程设计报告书写说明书课程设计报告书写说明书 基于基于 PLCPLC 的的 PIDPID 液位控制系统液位控制系统 组员姓名： 组员学号： 专业班级： 分 院： 摘要 本次课程设计的课题是基于PLC 的PID 液位控制系统的设计。 本文的主要内容包括：PLC 的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验 曲线分析, 西门子 SIEMENS S7-300PLC 的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制 性能的比较，应用 PID 控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲 解 PLC 的过程控制指令 PID 指令来控制水箱水位。 经过比较，
2、发现西门子的PLC 结构简单，使用灵活且易于维护。它采用模块化设计， 本系统主要包括 CPU 模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和电源模块。，我们选择 西门子。 本份报告主要针对系统控制方案的设计和硬件选型，其余部分由其他组员负责。附录 软件程序。 除去附录目录等共 13 页。 关键词：西门子 SIEMENS S7-300PLC，控制对象特性，PID 控制算法，硬件选型。 1 目目 录录 摘要摘要 1 1 绪论绪论 1.1 PLC 的定义 1.2 本文研究的主要目的 1.3 本文研究的主要内容 2 西门子 SIEMENS S7SIEMENS S7- -300300 PLC 和控制对象介绍 2
3、.12.1 西门子西门子SIEMENS S7SIEMENS S7- -300300介绍介绍 2.1.1 CPU 模块 2.1.2 I/O 模块 2.1.3 电源模块 2.2 控制对象介绍控制对象介绍 2.22.2 一阶单容上水箱对象特性一阶单容上水箱对象特性 2.32.3 二阶双容下水箱对象特性二阶双容下水箱对象特性 3 3 串级控制系统串级控制系统 3.13.1 串级控制串级控制 3.13.1.1.1 串级控制系统的结构串级控制系统的结构 3.1.23.1.2 串级控制系统的特点串级控制系统的特点 3.3.1.31.3 主、副调节器正反作用方式的确定主、副调节器正反作用方式的确定 3.2PI
4、D 参数 3.2.1 扩充临界比例度法 4 4 控制方案设计控制方案设计 4.14.1 系统设计系统设计 4.1.14.1.1 上水箱液位的自动调节上水箱液位的自动调节 4.1.24.1.2 上水箱下水箱液位串级控制系统上水箱下水箱液位串级控制系统 4.24.2 硬件设计硬件设计 4.2.14.2.1 检测元件检测元件 4.2.24.2.2 控制元件控制元件 4.2.3 控制单元 4.2.4 软件连接 4.3 软件涉及 附录附录 软件程序软件程序 参考文献参考文献 1 1 绪论绪论 1.11.1PLCPLC 的的定义定义 国际工委员会（IEC）曾于1982 年11月颁布了可编程控制器标准草案第一稿， 1985 年 1月又发表了第二稿，1987年 2月颁布了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义 是“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。 它采用了可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数 和算术计算等面向用户的指令，并通过数字量和模拟量的输
