课程设计说明书
（2011 /2012 学年第 二 学期）
课程名称 ： PLC应用课程设计 题 目 ：水箱液位和注水流量串级控制
PLC系统设计
专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号：
指导教师 ： 刘增环、岑毅南、王艳芬等 设计周数 ： 2周
设计成绩 ：
2012年 6月 21日
可编程序控制器课程设计说明书
目 录
1.课程设计目的 ………………………………………………………………………… 2
2.设计正文 …………………………………………………………………………… 2
2.1 技术要求 ……………………………………………………………………………………… 2 2.2 方案设计 ………………………………………………………………………………………… 2
2.3 I/O口分配表 …………………………………………………………………………………… 2
2.4 系统分析 ……………………………………………………………………………………… 2 2.5 PLC程序 ……………………………………………………………………………………… 2
主程序 …………………………………………………………………………… 3 子程序 ……………………………………………………………………………… 4 中断子程序0 ………………………………………………………………………… 6
2.4 电路设计 ……………………………………………………………………………………… 8
3、课程设计总结 ……………………………………………………………………………………… 8 4、参考文献 …………………………………………………………………………………………… 9
1
可编程序控制器课程设计说明书
1、课程设计目的
通过本次课程设计,加深对PLC知识的理解；了解力基于PLC的过程控制工程设计流程及方法；重点掌握PLC的I/O地址分配、信号采集、PID控制算法、程序编辑以及调试运行方法。结合课程设计的内容，熟悉过程控制工程中需要编写的技术文档；加强对PLC编程能力；培养全面、周到的考虑实际问题的习惯；学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。
（1）了解水箱液位控制系统的物理结构、闭环调节系统的数学结构和PID控制算法。
（2）逐一明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调节电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。
（3）逐一明确PLC到各执行机构的输入通道，包括各执行机构的种类和工作原理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。
（4）绘制水箱液位控制系统的电路原理图，编制I/O口地址分配表。
（5）编制PLC的程序，结合实验室现有设备进行调试，要求尽可能多地在实验设备上演示控制过程。 2、课程设计正文 2.1技术要求
水箱液位和注水流量串级控制系统主要由水箱、管道、水泵、异步电动机、电机控制电器、水压力传感器、涡轮流量计、电动调节阀、可编程控制器及其输入（检测）输出（控制）通道电路构成。其中电动机和水泵作为动力系统。
系统中由电位器设置液位给定值，水压力传感器检测液位，采用PID算法得出流量给定值。涡轮流量计检测流量，电动调节阀控制流量，采用PID算法得出电动调节阀开度控制值，实现流量的控制。流量控制是内环（副调节器），液位控制是外环（主调节器）。
系统电源由接触器和按钮控制。系统电源接通后PLC进行必要的自检和初始化。控制器收到系统启动按钮动作信号后，通过接触器接通到电机电源，启动动力系统工作。开始两个闭环系统的调节控制。 2.2 方案设计
1）因为流量变化瞬速，做为副调节器调节对象，中水箱液位做为主调节器调节对象。控制框图如图10-1所示：
2
可编程序控制器课程设计说明书
2）
2.3 I/O口分配表 I/O口 AIW0 AIW2 AQW0 2.4系统分析
启动系统，由电位器控制给定液位，注水管注水，压力传感器把检测信号输入到AIW0口与电位器给定信号相比较，作为住调节器。涡轮流量计检测注水管流量，把信号传递给AIW2口，作为副调节器，由
3
涡轮流量计 液位 压力传感器 PLC 电动调节阀 流量 作 用 压力传感器输出信号 涡轮流量计的输出信号 电动调节阀控制量 可编程序控制器课程设计说明书
AQW0口输出控制信号调节电动调节阀开度，控制注水流量，从而保持液位维持给定液位不变。 2.5 PLC程序
OB1
SBR0
4
可编程序控制器课程设计说明书
INT0
5
可编程序控制器课程设计说明书
6
可编程序控制器课程设计说明书
7
可编程序控制器课程设计说明书
2.6电路设计
涡轮流量计 压力传感器 AIW0+ AQW0+ AIW0- AQW0_ AIW2+ AIW2- 电动调节阀 Em235
3、课程设计总结
在学完PLC可编程控制器的理论课程后我们开始了为期两周的课程设计，本次课程设计以小组的形式进行，我们组做的是水箱液位和注水流量串级控制。平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，刚刚知道这个题目的时候都不知道如何下手。但是通过各方面的查资料和学习参考，我们在第一周已经基本学会了PLC设计的步骤和基本方法，并且设计的方案有了初步的确定。把设计好的程序输到PLC中以后，出现了很多问题，程序一直有错误，在后来的小组讨论过程中，我们发现很多老师上课讲的一些细节问题都没有注意到。几经修改程序终于可以运行没有错误了。可是运行不出来要求的结果，在老师的帮助下，我们发现一些参数的设置不太正确。做了修改以后，终于运行出来设计要求的结果了。
这次课程设计培养了我们设计的思想和基本框架，使我们懂得了基于PLC的过程控制设计的基本原则，设计方法和步骤，测试及故障分析和排除。本次课程设计锻炼并提高了我们在PLC理论基础上的综合设计能力、创新能力以及系统的安装、调试能力。在对理论的运用当中，提高了我们的工程素质。我们组成员之间通过的相互配合，积极查阅资料，优选方案，编辑程序，实验调试，撰写设计报告等一系列过程，综合运用了理论知识，培养了理论联系实际的学风，以及创新意识。
课程设计的这两周以来，我们学到了很多书上所学不到的知识，受益良多！最主要得是培养了我们分析的能力，很好的锻炼了自信心。自信可以说也是一种文化，在这样的文化里，只要敢于尝试，就永远不会输，只有那些不相信自己不去尝试的人，才是绝对的失败者。课程设计是培养学生操作技能的
8
可编程序控制器课程设计说明书
一个重要环节，而技能的形成则是学生通过观察、模仿、实践来重复教师所演示的动作和反复练习来实现的。两周的课程设计，时间不长，各部分工作可以分配到的时间就更短，但是我们还是学到了很多东西。本次课程设计对我们很重要，是我们学习实践中的重要环节。两周课程设计中感触最深的便是理论联系实践的重要性。在以前我们学的都是一些理论知识，比较注重理论性，而较少注重我们的动手锻炼。而这一次的实习不光要懂得理论知道，更多的是要我们动手做，好多东西看起来十分简单，一看图都懂，但没有亲自去做它，你就不会懂理论与实践是有很大区别的，看一个东西简单，但它在实际操作中就是有许多需要注意的地方。我们这次的实习就是要我们打破理论和实践之间的间隔，跨过理论和实践之间的鸿沟，或许是我们成长的又一次飞跃。
在本次实习中，非常感谢老师对我们的严格要求，老师不仅是对自己职业的负责更是对我们学生的认真负责。使我们学到了很多实用的知识，增强我们的自信心，同时也使自己明白自己存在着很大的不足，认识到了自己的缺点。在以后的学习中，我会加强理论和实践的结合，不断完善自己，成为一个真正具有综合能力的人才。
4、参考文献
[1]徐科军 传感器与检测技术 电子工业出版社 2007.6
[2]殷洪义 可编程序控制器选择、设计与维护 机械工业出版社 2004.3 [3]程鹏 自动控制原理 高等教育出版社 2006.6
9
可编程序控制器课程设计说明书
课程设计 评 语 课程设计 指导教师 成 绩 （签字） 年 月 日
10
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容