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摘 要

在过程控制发展的历程中，生产过程的需求、控制理论的开拓和控制技术工具和手段的发展三者相互影响、相互促进，推动了过程控制不断的向前发展。对于过程控制的研究，它不但要求学生掌握有关控制理论方面的基础知识，而且更重视培养学生的实际动手操作能力。因此，本文以西门子S7-300PLC控制器为基础，CS4000系列过程控制实验装置为对象，利用WinCC组态软件，并结合STEP7的便利性，建立WinCC、PLC和多水箱实验装置之间的数据通讯，设计开发一套过程控制实验平台。

该实验平台可以以液位、流量、温度、压力等为被控对象进行实验。在学生了解当前的先进控制技术的同时,更加充分地调动学生的学习积极性和创造性,从而让学生更进一步的领悟控制的理论意义和实际价值, 提高学生的专业理解力和创造力。

本文以双容水箱液位串级控制验证了该平台的运行效果，结果表明该实验系统取得了较为良好的效果。

关键词：过程控制，液位控制，WinCC，PLC300

The design using PLC300 for Experimental System of multi-tank

Abstract

In the development of process control, the demand of the production process, the development of control theory ,and the development of control technology tools and means ,promote the continuous development of the process control in the influencing each other and promoting each other of the three .For the research on process control.Not only does it require the students’ basics theory of control, but also the students’ practical ability. Therefore, this article is based on Siemens S7-300 PLC controller, CS4000 series process control experimental device as the object, using the WinCC configuration software, and combining with the convenience of STEP7,establishing data communication between WinCC PLC and tank experiment device.we design and develop a set of process control experiment platform.

The experimental platform can be used to control level,flow,temperature and so on.In having a good knowledge of the current advanced control technology ,at the same time ,it more fully mobilizes students' learning enthusiasm and creativity.And it makes students further understand the control theoretical significance and practical value, and improves the students' professional understanding and creativity.

In this article,a double-tank system liquid level cascade control is given to demonstrate the running effect of the platform, the results show that the experiment system is obtained relatively good effect .

Key words:Progress control;Level control;WinCC;PLC300

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究意义及背景 1

1.2 液位控制 2

1.3 可编程控制器PLC简介 2

1.4 组态软件WinCC简介 3

1.5 研究内容 5

第二章 多水箱控制系统分析 6

2.1 现场系统 6

2.1.1 液位传感器 6

2.1.2 流量计（电磁流量计） 6

2.2 系统模型建立 7

2.3 PID控制 7

2.3.1 PID控制原理及特点 7

2.3.2 PID控制器各环节的作用 8

2.4串级控制 8

2.4.1概念及结构 8

2.4.2 性能分析 8

2.4.3 适用场合 9

第三章 基于PLC300的多水箱自动控制系统设计 10

3.1 S7-300概述 10

3.2 STEP7软件介绍 11

3.3 硬件组态 12

3.3.1 初始化 12

3.3.2 通行设置 13

3.3.3 新建工程 15

3.4 创建数据块DB3 17

3.5 所需模块（FC105,FC106,FB41）功能 17

3.5.1 FC105模块 17

3.5.2 FC106模块 18

3.5.3 FB41模块 19

3.6 符号变量设置 20

3.7 模块的调用 21

3.8 创建OB1组织块 22

第四章 基于WinCC的多水箱实验装置监控系统设计 24

4.1 WinCC的特点 24

4.2 监控界面的设计 25

4.2.1 工程建立 25

4.2.2 变量设置 26

4.2.3 组态画面设计 27

4.2.4 趋势曲线的建立 28

4.2.5参数连接 29

4.2.6变量记录 30

4.3 参数整定 30

第五章 总结 32

参考文献 33

致 谢 35

第一章 绪论

1.1 研究意义及背景

大型水箱是很多过程工业中必不可少的部分，其性能和工作质量不仅对生产有着巨大的影响，同时也关系着生产的安全。过去，对水箱的操作是由工作人员实施的，但人工控制有很不足，如实时监控，夜间的监控等，操作人员稍有疏忽，就会带来很大的损失，严重的甚至危及人身安全。如果使用自动化系统对水箱进行控制，可以避免很多事故的发生，节省资源，有效的提高生产效率。

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