摘 要

在很多生产过程中，都需要维持压力的恒定，从而来满足生产环节的许可。很多化学反应要求维持恒压，恒流的压力往往需要控制的主要压力源不断。其中依据使用条件的不同，可以通过采用不同的控制方式来保证压力的稳定。当控制精度不高，它可以用来控制装置，如压力阀等。压力控制系统应采用高性能的生产工艺设计。

本次设计系统以三菱FX2N控制器为核心，并采用了压力传感器，通过采集现场压力传感器数据和需要设定的压力值比较，通过PID调节，来改变水泵的频率，进而来控制使压力恒定。上位PC机选用工业组态软件做监控界面，完成对现场的实时监控和数据的存储，而且能对设计过程进行模拟动态。

在调试过程中，需要运行系统软件，来实现对恒压供水系统的控制，监控界面基于WINDOWS，操作简便，具有较强的可靠性和实用性，满足设计控制的要求，达到本次设计目的。

关键词：PLC　组态　压力　PID

Design of constant pressure water supply system based on PLC

Abstract

In many production processes, the need to maintain the constant pressure, thus to meet the production link license. A lot of chemical reactions require constant pressure, constant current pressure often need to control the main source of constant pressure. According to the different conditions, the pressure stability can be ensured by using different control methods.. When the control accuracy is not high, it can be used to control the device, such as pressure valve, etc.. The pressure control system should be designed with high performance technology..

The design of the system based on Mitsubishi FX2N controller as the core and the pressure sensor, and compared the PID regulator, to change the pump frequency, and then to control the pressure constant through the acquisition of field pressure sensor data and the need to set the pressure values. The monitoring interface of the industrial configuration software is chosen for the upper PC, and the real-time monitoring and data storage is accomplished, and the simulation of the design process is carried out..

In the debugging process, system software, to realize the control of constant pressure water supply system, monitoring interface based on windows, the operation is simple, with strong reliability and practicality, meet the requirements of design control, to achieve the purpose of the design.

KEY WORDS ：PLC Configuration　Pressure　PID

目　录

Abstract II

第一章　绪　论 1

1.1　系统设计背景 1

1.2　国内外研究现状 1

１.3　设计主要内容 1

第二章　方案设计 3

2.1　PID控制原理 3

2.2　系统组成 7

第三章　系统硬件设计 8

3.1　设备选型 8

3.1.1　PLC的选型 8

3.1.2　模拟量输入模块的选型 8

3.1.3　模拟量输出模块的选型 9

3.1.4　压力传感器的选型 10

3.1.5　变频器的选型 10

3.1.6　断路器 11

3.2　硬件接线图 12

3.3 IO点表 12

第四章　系统软件设计 13

4.1　编程软件GX Developer介绍 13

4.2　软件控制流程 14

4.3　PLC程序设计 15

4.3.1　总体设计 15

4.3.2　PLC控制系统程序设计的步骤 15

4.3.3　水泵启动程序设计 16

4.3.4　PID调节程序设计 16

4.3.5　模拟量采集程序设计 18

4.3.6　模拟量输出程序设计 18

4.4　组态画面设计 18

4.4.1　组态王介绍 18

4.4.2　PLC与组态软件的连接 20

4.4.3　变量的设置 20

4.4.4　画面设计 21

4.4.5　工艺流程画面设计 22

4.4.6　历史趋势画面设计 23

4.4.7　PID参数修改画面设计 24

第五章　PLC程序和组态王程序调试 25

5.1　PLC程序的仿真 25

5.1　程序仿真 25

5.2　组态王程序仿真 28

5.2.1　工艺流程仿真效果图 28

5.2.2　历史曲线仿真效果图 28

5.2.3　PID参数设置及调节效果图 30

第六章　结论与展望 31

6.1　结论 31

6.2　展望 32

参考文献 33

第一章　绪　论

1.1　系统设计背景

随着社会的快速发展，越来越多的方面需要用到本次课题设计的变频恒压供水。其中根据相关应用的不同，控制恒定压力时可以采用的不同控制方式。当控制精度不高，它就可以用来控制装置，譬如压力阀等等。压力控制系统应采用高性能生产工艺设计。

1.2　国内外研究现状

在PLC技术和变频技术的不断发展的今天，也由于人们对供水系统的要求越来越高了，所以人们开始考虑将PLC技术和变频技术应用于供水系统。因为国外目前生产的变频器的功能主要是限定在频率控制、起制动控制以及多种不同的保护功能。

目前主要国内现有许多公司都从事相关的变频恒压供水的工作，他们绝大多数是利用国外的变频器来控制水泵的转速，水管的管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，而有的则是采用单片机及相应的软件予以得到实现；还有的采用PLC及相应软件予以实现。但是在系统的动态性能、稳定性能、抗干扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还没能满足所有相关用户的需求，也有待改进继续发展。