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基于siemenss7300plc和opcserver技術的matlab在線單容水箱液位控制設計plc監(jiān)控程序設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2026-07-16 12:39 本頁面

　

【文章內容簡介】 3個選項，如圖7。圖 7 OpcEnum/OpcServer. WinCC屬性“安全”對話框以上3個選項分別添加everyone，interactive，network，system四個用戶，并勾選上所有權限選項，如圖8。（請注意是3個用戶，如果少了一個有可能出現找不到服務器的情況）圖 8 啟動權限對話框啟用交互式用戶，選擇“交互式用戶”，如圖9。圖 9 啟動交互式用戶（注：有時做好DCOM配置后，需要重新啟動電腦才起作用。所以為了安全起見，建議最好重新啟動一下電腦，再做下一步）。本地安全策略設置（1）OPC 服務器和OPC Clicent都要進行設置：打開“控制面板”“管理工具”選擇“本地安全策略”。（2）打開“安全選項”“網絡訪問”本地賬戶的共享和安全模式屬性。（3）選擇“經典本地用戶以自己的身份驗證”。（這一步不能忘，否則在連接OPC服務器時會出現“拒絕訪問”錯誤提示！）3 控制系統(tǒng)結構、原理及配置系統(tǒng)結構及原理系統(tǒng)結構MATLAB與PLC的遠程實時過程控制系統(tǒng)結構如圖10所示。系統(tǒng)以‘悌’字號過程控制設備中的水箱為控制對象，西門子S7300PLC對現場設備數據進行采集，以組態(tài)軟件WinCC為數據總控平臺，作為OPC服務器．以MATLAB做為OPC客戶端，進行算法設計、實時控制和控制結果分析等，WinCC與S7300通過MPI通訊[6],。 MatlabWinCCS7300PLC悌字號過程設備OPC數據交換MPIAI/AODI/DO數據采集過程設備圖10 MATLAB和PLC遠程實時過程控制系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)原理在此系統(tǒng)中要求給定值即液位設定值為300mm，控制器為MATLAB及PLC，MATLAB主要實現的是PID參數的控制，PLC主要是實現信息采集及模/數、數/模的轉換。在系統(tǒng)的液位變送器將標準的電信號（4～20mA）輸入給模擬量輸入模塊（SM331），經A/D轉換后得到與液位成比例的數字量，然后進行標度轉換（FC105），通過WinCC寫入到Simulink中，在MATLAB的Simulink中與液位設定值（階躍輸入為300）比較，并按某種控制規(guī)律（PID控制算法）對誤差值進行運算，將運算結果（數字量）送給PLC經過標度反變換（FC106）后，輸入到模擬量輸出模塊（SM332），經D/A轉換后變?yōu)殡娏餍盘査徒o智能調節(jié)閥，用來控制電動調節(jié)閥的開度[7]，通過它控制流入水箱的流量，實現對液位的閉環(huán)控制。系統(tǒng)的工作原理圖如圖11。給定值控制器執(zhí)行器液位變送器＋＋控制對象圖11 控制系統(tǒng)工作原理圖輸出值硬件配置實驗使用“悌”字號過程控制綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺，該實驗臺是由實驗控制對象、實驗控制臺及上位監(jiān)控PC機三部分組成。智能儀表采用廈門宇電儀表有限公司生產的AI系列全通用人工智能調節(jié)儀表AI818，它是PID控制型的智能儀表，輸出為4～20mA DC信號。變頻器采用西門子MM440變頻器 ,頻率0～650Hz。 S7300PLC電源模塊： PS307（5A）書出電流為5A；輸出電壓為24VDC；防短路和開路保護。CPU模塊： CPU3152DP帶有128KB的集成式RAM，最大模擬量I/O總數為1024 個。模擬量輸入模塊：SM331 AI 4xO/4～20mA；為一通道4輸入點；精度為15位。模擬量輸出模塊：SM332 AO 4x12位；4通道x4輸出；精度為12位；每個輸出通道可編程為：電壓輸出/電流輸出。網卡：西門子CP5611專用通訊網卡支持MPI，PROFIBUS 和工業(yè)以太網協(xié)議，用于連接PLC 與WinCC 或者PLC之間互聯[8]。檢測裝置壓力傳感器：KY–B380傳感器量程為0～150Kpa；％；采用二線制傳輸方式，工作時需要提供24V直流電源，輸出4～20mA DC。液位變送器：KY–B3803變送器量程為0～6KPa，％；采用二線制傳輸方式，工作時需要提供24V直流電源，輸出4～20mA DC。執(zhí)行機構電動調節(jié)閥：采用智能直行程電動調節(jié)閥，用來對控制回路的流量進行調節(jié)。電動調節(jié)閥型號為：QS智能型電動調節(jié)閥公稱直徑為20mm,行程為16mm；具有精度高，技術先進，體積小、重量輕，推動力大、控制單元與電動執(zhí)行一體化、可用性高、操作方便等優(yōu)點；電源單相220V，控制信號為4～20mA DC或1～5V，輸出為4～20mA DC的閥位信號，使用和校正非常方便。水泵水泵：本裝置采用磁力驅動泵，型號為20CQ–12P ，流量3m3/h,揚程為12米。軟件配置系統(tǒng)所用到的軟件主要有：MATLAB ，Step7 ，WinCC 。4 控制系統(tǒng)PLC程序設計及WinCC實時監(jiān)控 PLC程序設計液位的控制程序中需要采集過程值并需要把整型轉換成以工程單位表示的介于下限和上限之間的實型值，因此需要功能塊FC105轉換；PID的運算輸出需要進行把工程單位表示且標定于下限和上限的實型值轉換成整型值，因此需要功能塊FC106轉換。在組織塊OB1中進行啟動和停止的控制而液位的采集、輸出、數據轉換存放在中斷服務程序OB35中。OB35每100ms掃描一次，即每100ms給電動調節(jié)閥一個輸出信號。PLC程序流程如圖12。程序介紹見附錄1。控制流程由PLC作為控制器，調節(jié)閥作為執(zhí)行機構，壓力液位變送器作為檢測裝置等來構成一個單回路的恒液位控制系統(tǒng)。設備首次使用前進行靜態(tài)標定，以保證其精確度，變送器的最大載荷力不應超過滿量程的120％。系統(tǒng)選擇水箱作為被測對象。實驗之前先將儲水箱中貯足水量，然后將閥門F1F1F13全開，將下水箱出水閥門F14開至一定開度，其余閥門均關閉。系統(tǒng)初始化數據轉換（A/D轉換）從PIW294讀入現場數據標度變換（FC105）開始Simulink中進行PID運算寫入MATLAB的Simulink中標度反變換（FC106）結束寫回PLC中注：輸入通道為PIW294 輸出通道為PQW304 圖中虛線框中為MATLAB應用程序 PLC程序放在OB35組織塊中，OB35運行方式為循環(huán)掃描。數據轉換（D/A轉換）從PQW304輸出現場數據實物結構圖如圖13。圖12 PLC程序流程圖 WinCC簡介 WinCC組態(tài)軟件的概況 WinCC中的OPC符合OPC基金會的OPC規(guī)范。WinCC可作為OPC服務器和OPC客戶機。在作為OPC 客戶機操

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