1、電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研!四容水箱實(shí)驗(yàn)裝置PLC自動(dòng)控制系統(tǒng) 匯報(bào)人： xxx 指導(dǎo)老師： xxx 學(xué) 號(hào)： 2015.6College of Electrical Engineering and Control Science論文主要內(nèi)容研究的背景及意義01 四水箱實(shí)驗(yàn)裝置概況和控制系統(tǒng)軟件02四容水箱控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)04WinCC與遠(yuǎn)程監(jiān)控0506PLC的硬件設(shè)計(jì)及選型03電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院 目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)校、科研單位及企業(yè)對(duì)多容水箱的研究多集中在單容、雙容、三容水箱上，對(duì)四容水箱的的研究還比較少。而四容水箱是具有時(shí)滯性、非線性、多輸入、多輸出、耦合等特性的典型

2、對(duì)象，工業(yè)生產(chǎn)過程中的許多被控對(duì)象(如工業(yè)鍋爐、結(jié)晶器液位控制)都可以抽象成四容水箱的數(shù)學(xué)模型，因此對(duì)四容水箱的建模及控制策略的研究是很有價(jià)值的。1.研究的背景及意義電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院2.四水箱實(shí)驗(yàn)裝置概況和控制系統(tǒng)軟件實(shí)驗(yàn)裝置概述：整個(gè)系統(tǒng)由對(duì)象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成表2-1 四水箱系統(tǒng)構(gòu)成電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)：四容水箱液位系統(tǒng) 圖2-1 四容水箱液位系統(tǒng)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院3.PLC的硬件設(shè)計(jì)及選型 PLC300 硬件構(gòu)成圖 圖3-1 硬件構(gòu)成圖電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院圖3-2 PLC300 實(shí)物圖 電源模塊（PS）選型：型號(hào)為PS307 10A,訂貨號(hào)為1KA02

3、-6AAD .把220V交流電轉(zhuǎn)化成24V的直流電源的作用，經(jīng)過計(jì)算電源的容量后，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的24V直流電源，通常要留有20%左右的裕量。電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院4.四容水箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)學(xué)模型的建立U1:Pumpl泵輸出水流量 U2:Pump2泵輸出水流量 y1上面的液位1,y2上面的液位2。根據(jù)伯努利原理，可得四容水箱系統(tǒng)滿足以下方程：Ai為水箱i的橫截面積，ai為水箱底部的排水孔橫截面積， hi為水位的高度; 右泵控制的總流量為v1，左泵控制的總流量為v2， r1為v1供給水箱1的閥門開度，r2為v2供給水箱的閥門開度。 電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院 U1:泵1的控制信號(hào)；U2:泵2

4、的控制信號(hào); Y1:液位1輸出信號(hào)；Y2:液位2輸出信號(hào)。 圖3-3 四容水箱對(duì)象模型 電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院2.四容水箱對(duì)象傳遞函數(shù) V1對(duì)h1，V2對(duì)h2 （一階）V1對(duì)h3，V2對(duì)h4 （二階非振蕩）2.整定控制系統(tǒng)PID參數(shù)（1）單回路流量PID控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 圖3-4 單回路流量PID控制系統(tǒng)的方框圖電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院（2）串級(jí)PID控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院 圖3-6 雙容水箱串級(jí)控制系統(tǒng)框圖串級(jí)MATLAB仿真 圖 3-7 串級(jí)MATLAB仿真曲線波形電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院1.液位控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)圖3-8 程序設(shè)計(jì)流程圖4主要程序記錄如下 OB1塊中的F105主要是將現(xiàn)場(chǎng)采集的液位信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部可以識(shí)別的數(shù)據(jù)圖3-9 OB1中F105功能塊電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院PLC中進(jìn)行PID運(yùn)算，與設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算圖3-10 OB1中進(jìn)行PID運(yùn)算模塊電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院FC106將PID運(yùn)算后PLC內(nèi)部可識(shí)別的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液位信號(hào)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院5.遠(yuǎn)程監(jiān)控（1）界面設(shè)計(jì)（2）水箱參數(shù)設(shè)定電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院（4）通過監(jiān)控畫面電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院抓服務(wù), 促