胡露開題報(bào)告.docx

長(zhǎng)江大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題 目 名 稱 ：組態(tài)軟件在PLC液位控制系統(tǒng)中的運(yùn)用 題 目 類 別 ： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 學(xué) 院（ 系 ）： 電 信 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) ： 自動(dòng)化 10701 學(xué) 生 姓 名 ： 胡 露 指 導(dǎo) 教 師 ： 吳 凌 云 開題報(bào)告日期： 2011年3月10日 組態(tài)軟件在PLC液位控制系統(tǒng)中的運(yùn)用學(xué) 生：胡 露 自動(dòng)化 10701指導(dǎo)教師：吳凌云 長(zhǎng)江大學(xué)電信學(xué)院一、 題目來(lái)源 來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)二、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康氖沁\(yùn)用組態(tài)軟件與PLC聯(lián)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制,隨著大學(xué)教學(xué)改革進(jìn)一步的深入和大學(xué)本科課程建設(shè)的逐步完善，實(shí)驗(yàn)建設(shè)也顯得尤其重要。學(xué)生除了要學(xué)好書本上的理論知識(shí)外，還要注重于實(shí)踐，不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)踐中，一個(gè)問(wèn)題總是可以有多種方法來(lái)解決的，但怎樣才能達(dá)到最佳效果，這就需要在實(shí)踐的過(guò)程中將實(shí)際問(wèn)題與理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析，并做出最佳的方案選擇。鑒于這種情況，利用學(xué)校已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，進(jìn)行二次開發(fā)，既能有效的鍛煉自己的開發(fā)能力，又能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)室提供教學(xué)環(huán)境，這是非常有意義的。三、 閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC入門，人民郵電出版社，嚴(yán)盈富。2西門子S7-200系列PLC應(yīng)用與開發(fā)，中國(guó)水利水電出版社，戴仙金。3S7-200PLC編程原理與工程實(shí)訓(xùn)，北京航空航天大學(xué)出版社，李輝4S7200中文系統(tǒng)手冊(cè)(吳凌云老師提供）。四、主要研究?jī)?nèi)容,重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路主要研究?jī)?nèi)容： 組態(tài)軟件與PLC的聯(lián)機(jī)，并將其運(yùn)用到液位串級(jí)控制系統(tǒng)中。關(guān)鍵問(wèn)題： 在PLC中實(shí)現(xiàn)PID算法 。解決思路: 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（單回路控制系統(tǒng)）是指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)調(diào)節(jié)器和一個(gè)執(zhí)行器（調(diào)劑閥）組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。在工業(yè)實(shí)踐中，一般情況下都能滿足正常生產(chǎn)的要求，但當(dāng)對(duì)象的容量滯后較大，負(fù)載，干擾變化劇烈時(shí)，或工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有更高要求時(shí)，一般采用串級(jí)控制系統(tǒng)。副回路的存在，不僅改善了對(duì)象的部分特性，使系統(tǒng)的工作頻率提高，加快了調(diào)節(jié)過(guò)程，而且對(duì)二次擾動(dòng)具有較強(qiáng)的克服能力，對(duì)一次擾動(dòng)也有一定的克服能力，同時(shí)提高了克服一次擾動(dòng)的能力和對(duì)回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。本設(shè)計(jì)為了對(duì)液位進(jìn)行有效的控制，選擇建立上水箱液位與變頻器支路流量串級(jí)控制系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)的控制部分可以由DDC控制單元或者PLC實(shí)現(xiàn)，主要由于PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用非常多，并且PLC運(yùn)行時(shí)具有的高可靠性，穩(wěn)定性及強(qiáng)抗干擾性，所以我選用PLC，在PLC中設(shè)置兩個(gè)虛擬調(diào)節(jié)器，控制采用增量式PID算法，能滿足控制要求。通過(guò)PLC的編程，對(duì)模擬量（水箱的水位）進(jìn)行控制，能達(dá)到預(yù)期的控制效果。 本設(shè)計(jì)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，目前市場(chǎng)上較為流行方法是使用上位機(jī)，顯示可以由觸摸屏和CRT屏幕。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的是組態(tài)軟件，它支持各種可編程控制器、智能模塊、板卡、智能儀表、變頻器等等，并且開發(fā)者不必關(guān)心組態(tài)軟件與設(shè)備間的具體通訊協(xié)議，而只需在設(shè)備庫(kù)中選擇設(shè)備和接口的類型，使得驅(qū)動(dòng)程序的配置更加方便 。并且它還采用了先進(jìn)的軟件開發(fā)模式和流程，使用方便，功能強(qiáng)大，集流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，廣泛應(yīng)用于工程控制領(lǐng)域。使用組態(tài)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視和修改，能夠很直觀的反映數(shù)據(jù)的變化過(guò)程，所以使用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)是完全可行的。五、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需具備的工作條件(如工具書,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),某類市場(chǎng)調(diào)研,實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件等)及解決的辦法在本設(shè)計(jì)中，PLC有2路模擬量輸入/1路模擬量輸出。我們可以選用主機(jī)為CPU222PLC（8入/6繼電器輸出）一臺(tái)，其適應(yīng)中小型機(jī)器設(shè)備的控制，適用于各行各業(yè)各種場(chǎng)合中檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及其自動(dòng)化控制。強(qiáng)大的功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或與網(wǎng)絡(luò)相連都能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制。再加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊EM235（4AI/1AO），模塊的分辨率為12位，轉(zhuǎn)換時(shí)間小于250us,單極性輸入電壓為010V或05V，雙極性輸入電壓為5V或2.5V，輸入電流為020mA,輸出電流為20mA。這樣的配置是PCSB型過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置上自帶的。本工程選用的CPU222集成8輸入/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接2個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至78路數(shù)字量I/O點(diǎn)或10路模擬量I/O點(diǎn)。6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。4個(gè)獨(dú)立的30KHZ高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20KHZ高速脈沖輸出，具有PID控制器。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口PPI通訊協(xié)議，多點(diǎn)接口MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。是具有擴(kuò)展能力的，適應(yīng)性更廣泛的全功能控制器。本工程選用的模擬量轉(zhuǎn)換模塊為EM235。 S7-200系列PLC配套的軟件V3.2 STEP 7 Microwin編程，足可以滿足中小型自動(dòng)化控制系統(tǒng)的需求。S7-200PLC能周而復(fù)始地執(zhí)行應(yīng)用程序，控制一個(gè)或多個(gè)任務(wù)和過(guò)程。STEP 7-Micro/WIN軟件具有多種功能，利用它可以創(chuàng)建一個(gè)用戶程序并將它下載到S7-200PLC中進(jìn)行程序的運(yùn)行和調(diào)試。 組態(tài)軟件國(guó)內(nèi)主要有MCGS和組態(tài)王，由于組態(tài)王操作方便，入門簡(jiǎn)單，所以我選用的是組態(tài)王6.53。以上這些設(shè)備和環(huán)境都由主教-1006過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室提供。六、工作的主要階段,進(jìn)度與時(shí)間安排（1） 12周：控制任務(wù)分析、設(shè)計(jì)規(guī)劃、硬件選型與配置、通訊方式、電氣安裝和I/O地址配置等。（2） 34周：學(xué)習(xí)PLC(S7-200)的硬件知識(shí)，指令系統(tǒng)及編程方法。寫開題報(bào)告。（3） 56周：根據(jù)I/O地址配置，使用工控組態(tài)軟件構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)。（4） 78周：使用工控組態(tài)軟件建立工程，創(chuàng)建組態(tài)畫面，進(jìn)行動(dòng)畫連接，