基于MCGS的单容水箱液位监控系统标准设计.docx

1、控制要求
1.1系统介绍
单容水箱液位组态监控系统关键山以下多个基础步骤组成:被控对象(水箱)。液位测量变送装置、控制器(S7-200可编程控制器)、触摸屏(TPC7062KS)、驱动模块、水泵、储水箱。图1所表示，LT表示液位变送器，水箱流入量和流出量分别为Q1和Q2,控制关键目标是维持水箱液位为其设定值H,即扰动出现时，控制器能快速做出决议，使被控量液位立即回到设定值。

图1 单容水箱系统工艺步骤图
1.2单容水箱液位监控系统要求以下:
(1)通信判定:判定设备通信是否止常;如止常，显示通信成功提醒，不然提醒通信失败。
(2)液位监测:能够实时检测水箱中液位，并在计算机中进行动态显示。
(3)参数设定和修改:自动方法下，液位设定值及参数P、I、D全部叫以修改，并依据修改数据实现对应控制，泵开度为控制算法结果;手动方法下，也为设定值及泵开度有些人为输入。
(4)控制方法切换:能实现自动和人工手动控制方法选择。
(5)液位报警:报警事件统计功效，而且在发生报警时能自动弹出窗日进行报警提醒。
(6)曲线显示:生成显示液位设定值、液位测量值和泵开度改变实时曲线、历史曲线功效。
(7)报表输出:生成液位参数实时报表和历史报表，供显示和打印。
1.3单容水箱液位监控系统对象分析
显然，从结构图1 能够看出该系统是个单回路控制系统，要求水箱液位能克服扰动稳定设定值上。系统关键扰动为水箱出水量，该扰动随时叫能改变，从而造成水箱液位随之改变，故应采取闭环形式随时监测水位改变并实时调整水泵开度以改变进水量。
其控制方框图图2所表示。被控对象为水箱;被控变量为水箱液位高度，控制要求水箱液位稳定在给定值;操纵变量为水泵开度。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下无静差控制，系统调整器应为PI或PID控制。

图2 单容水箱也为控制方框图

2单容水箱液位监控系统控制算法
控制算法包含:双位控制、标准PID控制、带死区PID控制、积分分离PID控制、不完全微分PID控制。
2.1模拟运行时，控制算法选择双位控制
在模拟运行时为了避免调整阀频繁动作，可采取带有中间区双位调整，中间区域为－2cm～2cm，即：偏差e>2cm时，输出为最大（100％），e<－2cm，输出为最小（0），当-2cm£e£2cm时，输出不变。
用图形描述双位控制控制规律，图3所表示。

通常情况下，最大进水量应大于最大出水量。图4所表示是水箱出水量从0忽然改变为100%时，根据以上控制算法进行控制得到水箱液位位式控制性应曲线。图中设定值为30cm，中间区域设置为5cm，由图中能够开到水泵开度或100%或0%。

控制步骤由控制策略完成，控制策略如卜：

2.2联机调试时，控制算法选择标准PID控制
联机调试时，采取标准PID控制算法，其控制算法有
PLC程序完成。
3监控画面设计
3.1液位监控系统步骤图

图5 液位监控系统步骤图

在该用户窗日中，依据功效要求及具体控制方案设计，出水箱、传感器/变送器(压差式液位变送器)、控制器(PLC)和实施器(水泵及驱动模块)组成个闭环控制系统，图5所表示。用户窗口还包含:水箱液位模拟和显示输出、通信和设备工作状态、报警指示、系统开启/停止按钮、控制方法选择、控制方法显示、参数设定和显示及实时曲线显示输
出功效。
3.2历史曲线窗日
对生产过程关键参数进行曲线统计有两个好处:是评价过去生产情况，二是估计以后生产过程，囚此曲线显示在工控系统中是个很关键部分。曲线有实时曲线显示和历史曲线显示，实时曲线是用曲线显示个或多个数据对象值动画图形，实时统计数据对象值改变情况;历史曲线功效是实现历史数据曲线浏览，运行时，历史曲线能够依据需要画出对应历史数据趋势效果图，历史曲线运行窗口图6所表示。

图6 历史曲线窗口

3.3报警窗日
实际运行时，叫能会发生参数越限情况。本安全手段。为了客观地对报警进行提醒，时报警窗日显示效果图7所表示。

图7 实时报警窗口

以上实时报警窗口最大统计次数设置是有限，所以报警窗日只能显示目前有限条报警信息。历史报警功效使系统叫以显示指定时间段内全部报警信息，图8所表示。

3.4实时和历史报表窗口
所谓报表就是将数据以表格形式显示和打印出来，常见报表有实时报表和历史报表，实时数据报表运行窗口图9所表示。历史数据报表运行窗口图10所表示。历史报表又有班报表、日报表、月报表等。历史表格叫以实现强大报表和统计功效，如显示和打印静态数据，运行环境中编辑数据、显示和打印动态数据、显示和打印历史统计、显示和打印统计结果等。用户叫以在窗口上利用历史表格构件强大格式编辑功效，配合MCGS画图功效设计出多种精美报表。

4结束语
基于MCGS单容水箱液位监控系统设计，含有良好人机界而、完善远程监视和控制功效，使操作更方便，经实阮、教学验证能满足控制系统要求，并处理了学生在学习过程中，对采取PLC做控制器、组态技术用于显示输出计算机控制系统有个完整认识。