基于PLC的流量监控系统毕业设计论文

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毕业设计论文

基于PLC的流量监控系统设计

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目录

1 选题背景 2 方案论证 3 开发设计过程 4 结果分析 5 总结

参考文献

致谢

附录A:MAIN主程序： 附录B:CPU技术规范

附录C :EM 235模拟量输入，输出和组合模块的技术规范

基于PLC的流量监控系统设计

1 选题背景

本毕业设计课题来自实验室建设。目的是利用PLC来实现过程控制。目前，PLC使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。PLC通过模拟量IO模块，实现模拟量与数字量之间的

AD、DA转换，并对模拟量进行闭环PID控制。用MCGS

组态软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。

2 方案论证

本毕业设计原理是利用扩展模块EM235（AI4AQ1*12位）进行数据采集，然

后把采集到的数据利用程序进行工程量转换，给定量与输入量相减得出偏换，送到执行器，从而构成的是单闭环控制。

采用增量式PID，具有以下优点：（1）增量算法控制误动作影响小。（2）增量算法控制易于实现手动自动无扰动切换。（3）不产生积分失控，易获得较好的调节品质。在实际应用中，在以步进电机或多圈电位器作执行器件的系统中，则采用增量式PID算法。

MCGS即\监视与控制通用系统\，英文全称为Monitor and Control Generated System。MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。MCGS工控组态软件是一套32位工控组态软件，集流程控制、数据采集、设备控制与输出数据与曲线等诸多强大功能于一身，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械等多种工程领域。所以用MCGS作为本次毕业设计的开发软件是很有必要的。

3 开发设计过程

3.1 总体分析

学习了PLC的硬件系统、指令系统和编程方法以后，对设计一个较大的PLC系统时，要全面考虑许多因素，不管所设计的控制系统的大小，要按照下列设计步骤进行系统设计。如图1：

3.2 工艺过程

随着PLC功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业控制领域的所有任务，但PLC还有它最适合的应用场合：工业环境较差，而对安全性、可靠性要求较高，系统工艺复杂，输入输出以开关量为主的工业自控系统或装置，它对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下，也可取代工业控制计算机作为主控制器，来完成复杂的工业自动控制任务。

控制对象及控制装置选定后，还要进一步确定PLC的控制范围。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能够用传感器进行直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外，对主要控制对象还要加上手动控制功能。针对此次的控制任务，是利用PLC对液体流量（模拟量）进行控制。要求把管道中水流控制在一定的速度，要求用增量式PID控制算法进行控制。如图2所示：

3.3 系统控制要求

1、要求用PLC编写程序，采用单闭环控制，来控制电动调节阀开度，以达到控制管道内液体流量的目的。

2、用PLC编写程序，采用单回路控制，以采集的流量为反馈信号，与给定值进行比较，以达到控制液体流量的目的。

3、用MCGS组态软件对设计系统进行组态，对现场数据进行实时监控。

3.4 系统的IO点及地址分配

输入输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件设计来说，IO地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有IO地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，分配地址时，要注意负载类型。

控制系统的输入输出信号的名称、代码及地址编号如下表所示：

符号 Kz Ee e_1 e_2 Mnp Mni Mnd dMn Mn_1 Mn 地址 M0.0 VD136 VD140 VD144 VD148 VD152 VD156 VD160 VD164 VD168 备注 控制方式 偏差 偏差前值 偏差前前值 比例值 积分值 微分值 PID增量 输出前值 输出值