论文水箱液位控制系统的设计

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1、西 南 交 通 大 学 毕业设计（论文） 基于 GE PACSystems R3i 的水箱液位 控制设计 年 级: 2008 级 学 号: 20082477 姓 名: 陈 成 专 业: 自 动 化 指导老师: 王 茜 二零一二年六月 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 页 院 系 信息科学与技术学院 专 业 自 动 化 年 级 2008 级 姓 名 陈 成 题 目 基于 PACSystems R3i 的水箱液位控制设计 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 I 页 毕

2、业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 班 级 自动化 1 班 学生姓名 陈 成 学 号 20082477 发题日期：2011 年 11 月 17 日 完成日期： 2012 年 6 月 15 日 题 目 基于 GE PACSystem R3i 的水箱液位控制设计 1、本论文的目的、意义 PAC 系统是继 PLC、DCS 之后的新一代控制系统，是综合了计算机技术、自动控制技 术和通信技术的一种新型的、实用的多功能控制器平台，广泛应用于工业控制领域。 GE PACSystems 提供第一代可编程自动化控制系统，为多个硬件平台提供一个控制 引擎和一个开发环境，与现有的 PLC 相比具有更强的处理

3、速度和通信速度。液位控 制是常见的工业过程控制之一，它广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水箱、罐、工 业化工槽等受压容器的液位测量。在设计中针对水箱实物模型，要求熟悉 R3i 系 列控制器的结构、功能和基本指令，利用 GE PACSystem R3i 编制 PAC 程序完成 水箱液位 PID 控制。利用 iFI 组态软件，将液位控制中的重要数据进行采集和管理。 通过调用采集的数据，设计液位监控画面，以图形和图表等形象直观的方式呈现工 业现场信息，实现液位状况的实时监视。 2、学生应完成的任务 1查阅有关 PACSystem R3i 系统的国内外研究资料和文献，学习 PAC R3i 系统 的内部结构

4、、工作原理、编程环境等相关知识。 2学习 PAC 指令的应用。 3完成基于 GE PACSystem R3i 的水箱液位控制系统设计与调试。 4. 学习组态软件 iFi 程序开发。 5. 完成水箱液位控制系统的监控界面设计与调试。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 II 页 3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周） 第一部分GE PAC R3i 系统等相关知识学习和实验 (3 周) 第二部分利用 PAC 编程软件进行梯形图程序开发 (2 周) 第三部分完成基于 GE PAC R3i 系统的液位控制设计与调试。 (4 周) 第四部分完成水箱液位控制系统的监控界面设计与调试 (4 周)

5、第五部分撰写论文 (2 周) 评阅及答辩 (1 周) 备 注 指导教师： 王茜 2011 年 11 月 17 日 审 批 人： 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 III 页 摘摘 要要 液位控制是常见的工业过程控制之一，它广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水 箱、罐、工业化工槽等受压容器的液位测量。随着科技的进步，人们对生产的控制 精度要求越来越高，所以提高液位控制系统的性能显得十分重要。PAC 系统是继 PLC、DCS 之后的新一代控制系统，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术 的一种新型的、多功能控制器平台，广泛应用工业控制领域。因此我们很有必要对 PAC R3i 液位控制

6、系统设计进行研究。 本设计采用了 PACSystems R3i 控制器对水箱液位设备控制进行了系统设计。 主控器采用 PACSystems R3i 系列的 IC695CPU310 模块，控制对象为实验室的水 箱液位设备，采用以太网进行通讯，用 PME 软件完成了系统硬件配置，各个模块的 的梯形图设计与调试，实现了任意液位高度的手动/自动调节。在系统远程监控方面， 利用 IFI 软件进行了远程监控界面的设计，通过对液位数据的采集、处理、输出处 理，实现了对液位高度的实时监控、自动/手动的无扰切换、报警显示等功能。 本论文分三部分。在简要介绍了 PACSystems R3i 系列 PLC 的硬件模

7、块、工作 原理和梯形图等基础知识上，给出了 PACSystems R3i 梯形图编程和实验设备的组 态，最后通过现场总线（以太网总线）将现场设备和节点连接。实现了液位控制系 统的设计。 关键词：液位控制； PACSystems R3i； 实时监控； 以太网 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 IV 页 AbstractAbstract The level control is one of the common industrial process control, it is widely used in cooling towers, boilers, high-rise buildin

8、gs, water tanks, tanks, industrial chemical tank level measurement of the pressure vessel. With the advances in technology, production control accuracy requirements are high, so to improve the performance of the liquid level control system is very important. The PAC system is following a new generat

9、ion of PLC, DCS control system, a combination of computer technology, automatic control technology and communication technology, a new, multi-function controller platform, widely used in industrial control field. Therefore imperative that we study the design of the PAC the R3i level control system.

10、This design uses the PACSystems R3i controller tank level device control system design. The master control object for laboratory equipment of the Water Level PACSystems R3i series IC695CPU310 module, using the Ethernet communication, the PME software system hardware configuration, design and debuggi

11、ng of various modules of the ladder to achieve a any level of a high degree of manual / automatic adjustment. IFI software system RMON RMON interface design, the level of data collection, processing, output processing, the liquid level in the real-time monitoring, automatic / manual bumpless switchi

12、ng, alarm display and other functions. This thesis is divided into three parts. Briefly introduced the PACSystems R3i Series PLC basic knowledge of the hardware module, working principle and ladder given PACSystems R3i ladder programming and laboratory equipment configuration, and finally through th

13、e field bus (Ethernet bus) field devices and node connections. Level control system design. Keywords: level control; PACSystems R3i ; data collection;Ethernet 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 V 页 目目 录录 摘 要IV AbstractV 目 录VI 第 1 章 绪 论1 1.1 PLC 的发展及过程控制简介1 1.1.1 过程控制2 1.1.2 液位控制系统的组成3 1.1.3 液位控制系统的功能3 1.2 研究意义及发展方向

14、.4 1.3 本论文的主要内容与方法.5 1.4 本论文的结构安排.5 第 2 章 GE PACSystems R3i 简介6 2.1 GE PACSystem 系列 PLC 概念6 2.1.1 PAC 概念的提出6 2.1.1 PAC 特征6 2.1.3 GE PACSystems .7 2.2 GE PACSystems R3i 的硬件结构8 2.2.1 GE PACSystems R3i 简介.8 2.2.2 GE PACSystems R3i 基本模块.9 2.2.3 编程设备11 2.3 GE PACSystems 系列 PLC 的工作原理11 2.3.1 工作原理.11 2.3.2 CPU 扫描11 2.4 梯形图编程知识.14 2.4.1 梯形图的基本概念14 2.4.2 梯形图的编程规则15 2.4.3 具有自锁功能的程序梯形图16 2.5 编程环境 Proficy Machine Edition 简介 16 2.5.1 Proficy Machine Edition 的安装16 2.5.2 制作一个工程的一般过程17 第 3 章 组态软件 iFi 简介19 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 VI 页 3.1 iFi 功能.19 3.2 IFI的工作机制.19 3.3 IFI新建工程与配置.19 3.4 工作