电容式液位计百分比显示

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摘要 本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。 本文的主要研究内容：控制系统方案的选择，系统硬件配置，PID算法介绍，系统建模及仿真和PLC编程实现。本设计用PLC实现液位的控制,、、维方便。PLC Abstract ThisarticleisdesignedbasedonPLC,tanklevelcontrolsystem.Ittakesaseriess7-200CPU224andananalogquantitiesofEM235expansionmoduletoleveldetectionandelectricvalveopeningregulation.SystemmainfunctionistoachieveconstantlowlevelPIDcontrolandlimitingalarm.Themaincontentsofthispaper:thechoiceofthecontrolsystemplan,systemhardwareconfiguration,PIDalgorithmintroduced,systemmodelingandsimulation,andPLCprogramming.PLCprogrammingwiththedesignofthetanklevelcontrolhavetheadvantageofsimplewiring,easyprogramming,easytomodify,easymaintenanceandsoon. Keyword:tank;level;control;simulation;plc 目录 摘要 I Abstract II 1绪论 1 1.1盐酸储罐恒液位控制任务 1 1.2本文研究的意义 2 1.3本文研究的主要内容 2 2控制系统方案设计 3 2.1储罐液位控制的发展及现状 3 2.2系统功能分析 3 2.3系统方案设计 4 3系统硬件配置 5 3.1电动控制阀的选择 5 3.1.1控制阀的选择原则 5 3.1.2ZAJP精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍 9 3.2液位测量变送仪表的选择 12 3.2.1液位仪表的现状及发展趋势 12 3.2.2差压变送器的测量原理 12 3.2.3差压式液位变送器的选型原则 13 3.2.4DP系列LT型智能液位变送器产品介绍 14 3.3PLC机型选择 15 3.3.1PLC历史及发展现状 15 3.3.2PLC机型的选择 17 3.3.3S7-200系列CPU224和EM235介绍 18 4PID算法原理及指令介绍 20 4.1PID算法介绍 20 4.2PID回路指令 22 5系统建模及仿真 26 5.1系统建模 26 5.2系统仿真 28 5.2,1MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介 28 5.2.2系统仿真 29 第6章系统编程实现 31 6.1硬件设计 31 6.1.1绘制控制接线示意图 31 6,1.2I/O资源分配 31 6.2软件设计 32 6.2.1STEP7Micro/WinV4.0SP6编程软件介绍 32 6.2.2恒液位PID控制系统的PLC控制流程 33 6.2.3编写控制程序 34 6.2.4程序清单 37 结束语 38 参考文献 39 致谢 40 1绪论 1.1盐酸储罐恒液位控制任务 如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐，该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐，罐体高6米，容量为50立方米，重500千克。钢衬四氟乙烯储罐的介质工作温度为-100°C～250°C，耐腐蚀性强，对卤素、卤代烃、强氧化剂、沸酸、碱、多种有机溶剂都有良好的耐蚀性。其工艺流程为，稀盐酸从储罐顶部流入，罐体下部装有一电子开关阀，AC220V供电，由一个DC24V继电器控制，根据生产需要随时打开或关闭阀门。由于工艺要求，必须将储罐内液体保持在4.5米，即要求罐体内液位恒定不变。同时要求设置高低限报警，当液面高于5.4米时，高限报警，红灯亮；当液面低于3.0米时，底限报警，黄灯亮；正常运行时绿灯亮。要求用一台PLC实现这些控制要求，试设计合适的控制系统，并且选用相应的设备，实现该系统的
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图1液位传感器物理原理框图
波导管中超声波的传播速度一般在1800~2000m/s。当计时频率为200MHz时,以超声波传播速度2000m/s为例,液位传感器的测量分辨率δ=(2000m/s)/200MHz=0.01mm。由此可见,只要计数脉冲的频率足够高,磁致伸缩液位传感器的理论分辨率可以达到无穷小,实际上可以达到甚至优于0.01mm,而且还可采用温度补偿等措施,所以磁致伸缩传感器能够达到很高的准确度。
3、传感器结构设计及信号检测：
3.1、传感器结构设计：
传感器由法兰、连接导线、双波导丝、感应线圈、骨架、屏蔽器、保护套管、磁铁组件、外壳、阻尼器、连接线、固定块和测量电路几个部分组成。在每根波导丝的同侧端部分别设有感应线圈,感应线圈缠绕在高稳定性骨架上,屏蔽器分别包围在感应线圈外部,波导丝穿过骨架内孔,两端分别与连接导线电气连接,在波导丝的另一侧端部则分别设有阻尼器并用连接线相连。
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4.磁致伸缩液位计易于安装和维护简单：磁致伸缩液位仪一般通过罐顶已有管口进行安装，特别适用于地下储罐和已投运储罐的安装，并可在安装过程中不影响正常生产。
5.便于系统自动化工作：磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号，便于微机对信号进行处理，容易实现联网工作，提高整个测量系统的自动化程度。
磁致伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和浮子组成。测量时，电路单元产生电流脉冲，该脉冲沿着磁致伸缩线向下传输，并产生一个环形的磁场。在探测杆外配有浮子，浮子沿探测杆随液位的变化而上下移动。由于浮子内装有一组永磁铁，所以浮子同时产生一个磁场。当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生一个“扭曲”脉冲，或称“返回”脉冲。将“返回”脉冲与电流脉冲的时间差转换成脉冲信号，从而计算出浮子的实际位置，测得液位。
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???1.可靠性强：由于磁致伸缩液位计采用波导原理，无机械可动部分，故无摩擦与磨损。
???2.精度高：由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作，工作中通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量，因此测量精度高，分辨率优于0.01%FS。
???3.安全性好：磁致伸缩液位计的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特别适合对化工原料和易燃液体的测量。测量时无需开启罐盖，避免人工测量所存在的不安全性。
???4.易于安装、维护简单：一般通过罐顶已有管口进行安装。
???5.便于系统自动化工作：磁致伸缩液位计采用标准输出信号，便于微机对信号进行处理，容易实现联网工作，提高整个测量系统的自动化程度。
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e.不能测量高粘度液体和泥浆，不适用于有压、自聚、有腐蚀、有毒和高粘度液体的测量。
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AT200磁致伸缩液位/界位变送器 安装调试操作手册 目录 1. 概述……………………………………………………………………………………………4 2. 存放……………………………………………………………………………………………5 3. 安装和启动 3.1 接线…………………………………………………………………………………5 3.2 液位输出标定………………………………………………………………………5 3.2.1 通过按钮标定……………………………………………………………5 3.2.2 通过LCD设置菜单标定………………………………………………6 3.3 反安装 3.3.1 如果倒置安装……………………………………………………………6 3.3.2 倒转标定的步骤…………………………………………………………6 3.4 挑选一个主要变量………………………

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