毕 业 设 计
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电气工程学院
MCGS的双容水箱液位监控系统设计
2014年6月
毕 业 设 计 中 文 摘 要
由于PLC的迅速发展，PLC于工业控制中越来越重要，而液位控制正是其在工业控制中的重要体现。与此同时，监控组态软件也被大量配合PLC共同应用到工业控制当中。通过对课题的研究，以双容水箱液位控制为对象，设计了基于PLC的液位监控系统。完成了PLC的硬件设计和软件设计，主要包括硬件选型、编制元器件I/O总表、绘制主电路图、控制电路图以及S7-200外围接线图等；编写了系统控制的PLC梯形程序图。最后基于昆仑通态MCGS软件完成了对液位监控系统设计，包括监控总界面、控制界面，趋势曲线等模块；同时实现了上位机MCGS与下位机PLC之间的通讯调试工作。 关键词：PLC 组态软件 双容水箱 MCGS 监控系统
毕 业 设 计 外 文 摘 要
Title Monitoring System of Double Capacity Water Tank of Configuration Software Based on MCGS Abstract Due to the rapid development of PLC, PLC in industrial control is more and more important, and its level control in the important embodiment of industrial control.At the same time, monitoring configuration software has also been a large number of cooperate with PLC application in industrial control. Based on the research of the subject, based on double capacity water tank level control object, the liquid level monitoring system based on PLC is designed. Completed the PLC hardware design and software design, including hardware components selection, preparation of I/O table, drawing the main circuit, control circuit diagram and outer wiring diagram S7-200, etc.; Write the system controlled by PLC ladder diagram program. The kunlun state based on the MCGS software completed the design of liquid level monitoring system, including monitoring total interface, control interface, trend curve module; To realize the upper machine under the MCGS and at the same time. Key Words PLC Configuration software Double capacity water MCGS Monitoring system
本 科 毕 业 设 计
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目 录
1绪论............................................................................................................................. 1 1.1 课题研究与应用背景............................................................................................. 1 1.2 课题研究的意义..................................................................................................... 1 1.3 课题研究的内容..................................................................................................... 2 2 MCGS组态软件 ........................................................................................................ 3 2.1 MCGS组态软件的系统构成 ................................................................................. 3 2.2 MCGS组态软件的工作方式 ................................................................................. 4 3 双容水箱液位控制系统的方案设计........................................................................ 6 3.1 单回路控制系统..................................................................................................... 6 3.2 PID控制算法 .......................................................................................................... 7 4 双容水箱液位控制系统的硬件设计与软件设计.................................................... 9 4.1 设备选型............................................................................................................... 10 4.2 双容水箱液位控制系统的硬件设计................................................................... 16 4.3 系统程序设计....................................................................................................... 21 5 双容水箱液位控制系统的软件设计...................................................................... 26 5.1 在MCGS组态环境下的工程组态流程 ............................................................. 26 5.2 组态界面设计....................................................................................................... 30 5.3 MCGS和下位机PLC的连接 .............................................................................. 35 结 论............................................................................................................................ 41 致 谢............................................................................................................................ 41 参考文献...................................................................................................................... 42
本科毕业设计
1绪论
1.1 课题研究与应用背景
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人们生活以及工业生产经常会涉及到水箱液位控制的问题，例如锅炉，食品加工，居民生活用水，污水处理等，在这个过程中仅仅靠人工来调节是远远不够的。为了解决人工控制的控制准度低、控制速度慢、灵敏度低等一系列问题。从而现在就引入了工业生产的自动化控制。在自动化控制的工业生产过程中，一个很重要的控制参数就是液位。一个系统的液位是否稳定，直接影响到了工业生产的安全与否、生产效率的高低、能源是否能够得到合理的利用等一系列重要的问题。随着现在工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经也不能够满足工业生产控制的需求，所以就又引入了可编程逻辑控制既PLC。引入PLC使控制方式更加的集中、有效、更加的及时。
多容水箱液位控制系统是集计算机技术、自动化仪表技术、通信技术、自动控制技术为一体的多功能实验装置。它的特点包括：结构简单、观察直观、组态灵活等。基于以上的特点在该系统平台可以实施和开发各种相异的控制方案。国内外许多学者和工程技术人员基于该类装置做出了重要的研究报告，验证了重要的理论成果和指导生产实践[1]。
组态软件是数据采集与监控系统的专用软件，以灵活多样的组态方式，为用户提供友好的二次开发界面，将高性能的工控计算机和网络技术结合起来，向控制层和管理层提供软件和硬件接口，进行系统集成，其预制的软件模块便于实现工业现场数据采集和系统监控。因此，组态软件是数据信息交流的桥梁，是最基本的数据采集和显示环节，其角色不仅是一个图形显示软件，而且是连接现场数据和企业ERP的基础环节。
1.2 课题研究的意义
人们生活以及工业生产经常涉及到液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程， 通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。 因此，需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生