基于S7-200PLC的液位控制系统设计

综合自动化实验报告书

题 目：基于S7-200PLC的液位控制系统设计

学生姓名： 何丰丰 学 号： 0225 专业班级： 06电2班 指导教师： 刘 振 东

计算机与自动控制学院 2010年01月14日

综合自动化实验

——基于S7-200 PLC的液位控制系统设计

实验目的：

1．学习西门子S7-200可编程控制器中模拟量、PID指令； 2．掌握组态王软件的编程调试方法；

3．掌握PLC可编程控制器和组态王软件结合通讯方法。

实验要求：

1. 利用西门子S7-200可编程控制器实现液位PID控制系统,通过调节电动调节阀的开度，改变水箱的进水流量，从而使水箱内的液位维持于恒定值。

2. 在上位机编制工艺画面，能够显示系统的实时状态、通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式,向用户提供检验液位PLC控制系统的动态运行情况，显示SP（设定值）、PV（液位高度检测值）、OP（阀开度）、P（比例）、I（积分时间）、D（微分时间），并且在画面上能够实现手自动切换、历史数据查询、报表、报警信息、历史曲线等功能。

实验步骤：

1. 掌握各设备的主要功能及工作情况

硬件设备主要包括：上水箱、液位变送器LT1、电动调节阀1，变频器，水泵。各个设备的连接情况如图1所示：

220 AC SSSTT1STE1TICTE4TT4上水箱LT2LT1TT2TE2TT5TE5S电动调节阀2MFIT2FIT1电磁流量计1电磁流量计2M电动调节阀1PT1STT3TE3S下水箱LT3SS水泵变频器储水箱

图1 过程控制系统结构图

2. 设备之间安装与连接

按照图2所示，将实验所需的设备如液位变送器、PLC、调节阀等安装并接线。

进水上水箱LT1出水液位变送器 MPC/PPI通信电缆电动调节阀1

图2 控制系统示意图

图3 控制系统框图

3．系统控制电气连接图 PLC选型

1) CPU 选择的型号是西门子的CPU-226，它是200系列中一款高档次的CPU，其主要应用于具有较高要求的控制系统中。和其它型号的CPU相比，其具有更多的I/O点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和更强的内部集成的特殊功能。主要特性如下： 可携带7个模块

集成24个输入、16个输入共40个数字量I/O点，最大可扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 13K字节的程序和数据存储空间

6个独立的30KHz的高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，并具有PID控制器

2个RS485通讯/编程接口，具有PPI通信协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力

I/O端子排可很容易的整体拆卸

2) 模拟输入模块采用EM 231，其输入信号是4~20mA信号，本实验即要求输入量

为该数，满足要求，因此选用该型号。 3) 模拟量输出模块采用EM232。

电气连接图如下所示：

4． 在STEP7-MicroWin环境中编写、调试、下载PLC的梯形图程序。

在编写PLC程序时，查阅了STEP7关于模拟量输入处理、模拟量输出处理、定时中断、PID指令等内容。程序的流程图如下图所示：