基于PLC的液氮储罐系统PID控制

摘要

本文在分析了液氮储罐稳压供气项目的需求之后，以西门子S7-300系列PLC为基础，实现了搭建采用软PID控制为核心的电气控制系统。液氮储罐恒压供气系统是通过输出气体的压力调节输入液体的流量，达到输出气体的压力稳定的目的，是一个非线性、长延时控制系统。本文讨论了在未知系统结构的情况下，设计基于西门子S7-300，通过控制比例阀，实现软PID控制，达到系统的恒压供气，满足了液氮储罐稳压供气的需求。
　　 论文的主要工作包括:搭建硬件架构和被控制的硬件对象、选择合适的PLC以及合适的外围电路、绘制硬件电路图和施工图、编制软件控制程序、搭建PID仿真平台、设定合适的PID参数。
　　 系统两年运行的实际情况表明PID控制参数达到了整个系统的控制要求，证明控制系统完全符合实际要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 现状分析

1．3 论文的主要工作

1．4 论文结构

第二章 液氮储罐系统PID控制的需求分析

2．1 概述

2．2 数据检测需求

2．2．1 贮罐压力、液位检测和报警

2．2．2 气化后压力检测及温度检测、报警

2．2．3 阀位检测

2．2．4 气源压力过高过低报警

2．3 工作状态需求

2．3．1 调试状态

2．3．2 运行状态

2．3．3 停止状态

2．4 控制回路需求

2．4．1 贮罐压力控制回路

2．4．2 气化后压力控制回路

第三章 液氮储罐控制系统设计及实现

3．1 设计概述

3．2 控制系统硬件设计

3．2．1 执行机构

3．2．2 主控系统

3．3 控制系统软件设计

3．3．1 控制程序设计及实现

3．3．2 人机界面的设计及实现

第四章 PID动态控制设计及实现

4．1 理论研究

4．1．1 PID控制

4．1．2 PID控制系统特点

4．1．3 PID控制参数整定

4．1．4 PID控制的实现方式

4．1．5 PID控制程序参数设定

4．1．6 PID程序输入输出控制

4．1．7 调试方法

4．2 实验室仿真试验

4．3 软件试验结论

第五章 现场安装调试

5．1 现场施工

5．2 现场调试

5．3 系统运行情况分析

5．4 工程验收

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

附录