基于PLC的恒压供水控制系统设计

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作者：

张新国

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摘要：

传统的供不系统采用恒速泵加压供水等供水方式,系统的自动化程度较低,同时造成资源的浪费,无法满足用户对恒定水压的需求.以单片机为控制器的供水系统提高了系统的自动化程度,但其缺陷在于系统可靠程度不高和对应用环境要求较高.本课题将恒压供水系统改造为以PLC为控制核心的控制系统.在实现高度自动化的基础上,不仅保证了系统的稳定性,而且节约了人力投入.根据恒压供水控制系统的要求,本课题设计了基于PLC的恒压供水控制系统,并利用触摸屏和工控机组成上位机监控系统.系统结合了PLC的可靠性和灵活性,能够满足供水系统的功能需求.本文首先介绍了变频供水系统的特点,对其工作特性进行了理论分析,并建立了相应的数学模型.同时按照系统功能需求设计了总体方案,制定了具体的控制流程和方法.然后详细分析了系统的控制方法.考虑到传统PID算法的参数难调整,适应性差的问题,提出自整定模糊PID控制算法,并利用Matlab软件对控制系统进行了仿真.结果显示,模糊PID算法相比传统PID算法具有超调小,上升时间短,鲁棒性好等优点,更适用于具有非线性和大滞后特点的恒压变频供水控制系统.最后具体介绍了系统的软硬件设计方案,主要包括硬件选型,控制程序设计和上位机监控软件设计.硬件选型主要是介绍PLC及变频器等主要硬件的选型:控制程序给出了相关控制算法的梯形图;上位机监控软件具有现场监控,数据记录和故障报警等功能,大大节省了人力资源,真正实现了控制系统的自动化.本课题设计的恒压供水控制系统是一套集现场系统和监控系统为一体的控制系统.不仅能够实现恒压供水的要求,而且具有较高的稳定性和自动化水平.

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关键词：

恒压供水 可编程逻辑控制器 系统设计

学位级别：

硕士

学位年度：

2015

被引量：

2