基于西门子S7-300液位

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基于西门子S7-300液位控制器 基于西门子S7-300液位控制器 的设计指导老师：于莲芝 学生：金星

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在工业过程控制中，液位是一个很 重要的性能指标。随着近代工业的 发展，对液位这一过程变量有了越 来越多的控制要求。在本次毕业设 计中，通过把界面中的图形与过程 变量相联接，使界面运行时能直接 对过程参数进行监控。

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1 PID控制的原理和特点: PID控制的原理和特点 控制的原理和特点:比例( 比例(P)控制 积分( 积分(I)控制 微分( 微分(D)控制

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2 开发设备工具介绍PCTPCT-I型过程控制实验装置

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工业控制网络介绍： 工业控制网络介绍：本次设计中运用到的控制网络是一个最简单化的 网络，是由计算机与S7—300可编程序控制器这 网络，是由计算机与S7—300可编程序控制器这 两点构成的 在这次毕业设计中WINCC能与控制系统进行信号 在这次毕业设计中WINCC能与控制系统进行信号 传输，需要的就是S7-300。可编程序控制器中的 传输，需要的就是S7-300。可编程序控制器中的 A/D、D/A转换模块，将水箱液位与温度的模拟电 A/D、D/A转换模块，将水箱液位与温度的模拟电 信号转换成数字信号存放，WINCC可以从中取得 信号转换成数字信号存放，WINCC可以从中取得 数据；同时，WINCC也能将上位机发出的控制信 数据；同时，WINCC也能将上位机发出的控制信 号传给可编程序控制器，然后再由控制器将数字 信号转变为模拟信号输出给被控对象。

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在设计中将使用STEP 7完成对S7-300可编程控制 在设计中将使用STEP 7完成对S7-300可编程控制 器的编程和网络硬件设置等任务，因此STEP 7是 器的编程和网络硬件设置等任务，因此STEP 7是 该设计中最为主要的软体工具。 WINCC,即Windows WINCC,即Windows Control Center(视窗控制 Center(视窗控制 中心),它有显示的功能，可以显示控制过程中 的曲线、进行参数报警、控制算法及显示所生成 的静态、动态画面和实时、历史数据报表。

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设计方案控制对象中上水箱的底部有一液位传感器， 当上水箱中有水流入时，该传感器将会检 测并由压力变送器产生4 20mA的电信号 测并由压力变送器产生4-20mA的电信号 利用STEP 利用STEP 7 控制对象是一个电动调节阀，通过控制其开 关量来完成对控制回路流量的调节。

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硬件安装S7-300 PLC 由一个中央单元 (CU) 和一个 S7或多个扩展模块组成。包含CPU 或多个扩展模块组成。包含CPU 的机架是 中央单元 (CU)。配有模块并连接到CU 的机 (CU)。配有模块并连接到CU 架形成了系统的扩展模块(EM)。 架形成了系统的扩展模块(EM)。

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软件制作软件制作中分为WINCC监控界面的制作和 软件制作中分为WINCC监控

界面的制作和 STEP— STEP—7的控制程序设计这两部分。

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WINCC界面的制作 WINCC界面的制作 最终静态画面

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动态界面的生成WINCC中工具箱的Properties选项进行点击 WINCC中工具箱的Properties选项进行点击 动态属性设置

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输入输出框的创建在“对象选项板”中的“标准”选项卡中， 对象选项板”中的“标准” 设置“输入/输出值”一栏中的“输出值” 设置“输入/输出值”一栏中的“输出值”, 相应时间，把输出格式设置为999.999,即 相应时间，把输出格式设置为999.999,即 可。

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Step监控程序设计 Step监控程序设计创建项目 选择对应的CPU315C选择对应的CPU315C-2DP .

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进入硬件配置界面 先添加PLC文件夹UR,然后添加CPU315C先添加PLC文件夹UR,然后添加CPU315C2DP和其他模块。 2DP和其他模块。

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程序设计所有程序包含一个组织块OB1,两个由OB1 所有程序包含一个组织块OB1,两个由OB1 调用的功能FC1和FC2,由FC1、FC2生成的 调用的功能FC1和FC2,由FC1、FC2生成的 功能FC105和功能块FB41,一个共享数据 功能FC105和功能块FB41,一个共享数据 块DB1和一个共享数据块DB100和一个变量 DB1和一个共享数据块DB100和一个变量 表VAT1。 VAT1。

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整个程序过程就是先根据压力变送器输入 的4-20mA模拟信号进行A/D转换，并将转 20mA模拟信号进行A/D转换，并将转 换后的信号进行PID调节，最后将产生的4 换后的信号进行PID调节，最后将产生的420mA模拟信号输出给电动控制阀。 20mA模拟信号输出给电动控制阀。 故程序包含一个数值转换的功能(FC)和 故程序包含一个数值转换的功能(FC)和 PID调节的功能(FC)。 PID调节的功能(FC)。