过程控制系统课程设计---单容水箱PI控制系统设计

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1、 过程控制系统课程设计 学院：_ 班级：_ 姓名：_ 学号：_ 指导教师：_ 单容水箱单容水箱 PI 控制系统控制系统设计设计 一一、设计要求设计要求 1、掌握液位传感器的零点和增益调整方法。 2、掌握西门子 200PLC PI 控制程序的编写方法。 3、掌握 MCGS 组态软件的使用方法。 二、设计内容二、设计内容 1、调整液位传感器参数，使其能够准确检测水箱液位。 2、设计基于西门子 200PLC 的水箱液位 PI 控制程序。 3、设计基于 MCGS 组态软件的上位机监控程序，完成 PI 参数的调整、手自 动控制、液位曲线的监控、数据归档、故障报警功能。 三、三、实验系统介绍及原理组成实验

2、系统介绍及原理组成 1、概述 THKGK-1 是过程控制的综合实习设备， 在 THKGK-1 上可以做实习设备 的基本调试与仪器整定；单容水箱对象特性测试，双容水箱对象特性测试， 温度位式控制系统，智能仪表温度位式控制系统，温度 PID 控制系统，单容 水箱液位 PID 控制系统，双容水箱液位 PID 控制系统，流量控制系统，单容 水箱压力 PID 控制系统等过程控制的实习内容能够完全满足工业自动化专业 过程控制方面的实习要求。 2、系统简介 被控对象包括上水箱、下水箱、复合加热水 箱以及管道。调节器主要有模拟调节器（含比例 P 调节、比例积分 PI 调节、比例微分 PD 调节、比 例积分微分

3、 PID 调节） 、位式调节器、智能仪表调 节器、PLC 控制器、单片机控制、计算机控制等。 执行器模块主要有固态继电器、磁力驱动泵、电 加热丝。 变送器模块主要有流量变送器（FT） 、液位变 送器（LT1，LT2） 、温度变送器（TT） 、压力变送 器（PT）等。变送器的零位、增益可调， 图 1 系统的结构图 并均以标准信号 DC0-5V 输出。另外，根据用户需要，配置微机通讯接口单 元（RS232） ，以满足计算机实时控制实验的需要。 图 2 单容水箱 PI 控制系统接线图 3、系统结构框图及其传函 给定值 输出值 图 3 系统结构框图 系统传递函数： PI 1 )( TS K sG 变频

4、变频 水箱水箱 LT 4、转换关系 检测液位高度：05V 电压值 PLC： 032000 数值。 三、三、液位传感器校准液位传感器校准 1、按照设计的要求接线，打开上水箱液位传感器后盖。 2、调节上水箱液位传感器调零旋钮，使之无水时 LT1 输出为 0。 3、启动 THKGK-1 实验装置，打开进水阀 3、阀 9，出水阀 6 打在一定开度， 观察 LT1 显示输出及上水箱液位变化。 4、观察上水箱液位高度值与 LT1 显示数值是否一致，若不一致，调节增益旋 钮使之一致变化。 5、调节完毕，盖上液位传感器后盖，停止 THKGK-1 实验装置。 四、四、S7-200 PLC 程序设计程序设计（程序见附录）（程序见附录） 1、打开 STEP 7 软件，首先熟悉下界