摘要:CS4000是一台具有多输入多输出的非线性耦合过控实验装置，它是一典型的过程控制实验设备，具有非常强的理论性和实践性，因此被各大高校的研究人员作为研究对象和教学模型。本课题是在该研究平台的基础上，提出了采用PLC技术、HMI技术、远程监控技术来实现对双容水箱液位控制系统的远程控制。本课题主要采用信捷PLC、威纶通触摸屏以及远程监控模块实现对双容水箱液位控制系统的设计、编程及系统调试。

本次设计系统的控制核心为PLC，并在此基础上添加了组态界面，用于人机信息的交互，使得整个设计系统的自动化程度更高，实时效果更好。同时也加上了远程监控模块，在手机端也能控制整个系统的运行，这让整个系统的功能更加完善。在研究过程中需要完成硬件系统的设计、连接和软件程序的编制。首先需要学会整个系统的原理，根据原理设计PLC程序，接着设计触摸屏的相关画面，完成触摸屏和PLC的连接调试，然后再设计远程模块的画面，完成其与PLC的连接调试，最后将所有硬件连接进行系统整体运行的仿真调试，直至调试出满意的成果。

关键词：PLC，HMI，远程监控，液位控制

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 双容水箱液位系统现状及发展趋势-1

1.2 研究课题的目的及意义-1

1.3 本课题主要的研究内容-2

第二章 双容水箱液位系统模型的建立-4

2.1 CS4000过控装置的简介-4

2.2 双容水箱的数学模型-5

2.3 PID的控制原理及参数整定方法-7

2.3.1 PID基本原理-7

2.3.2 常见PID参数整定方法-7

2.3.3 双容水箱液位控制系统PID参数整定-9

第三章 双容水箱液位系统的电气硬件设计-10

3.1 整体电气硬件布局及设计-10

3.2 主要元件的选型-11

3.2.1 PLC的选型-11

3.2.2 HMI的选型-12

3.2.3远程监控模块的选型-13

3.3 电气元件的连接-14

3.3.1 威纶通触摸屏与信捷PLC的连接-14

3.3.2 CS4000与信捷PLC的连接-15

3.3.3 远程监控模块与信捷PLC的连接-17

第四章 双容水箱液位系统PLC软件的设计及调试-18

4.1 软件设计思路-18

4.2  PLC输入输出点的分配-18

4.3 PLC程序的设计-19

4.3.1 模拟量输入程序的设计-19

4.3.2  PID控制程序的设计-20

4.3.3 模拟量输出程序的设计-21

4.4 PLC 仿真调试-21

第五章 双容水箱液位系统HMI的设计及调试-22

5.1 HMI设计思路-22

5.2 HMI的界面设计-22

5.2.1欢迎画面设计-22

5.2.2 登录画面设计-23

5.2.3 双容水箱显示画面设计-24

5.3 HMI调试-24

5.3.1 HMI仿真调试-24

5.3.2 HMI和PLC软硬件的综合调试-25

5.4 远程监控设计及调试-26

5.4.1 通讯界面设计-27

5.4.2监控界面设计-28

5.4.3 远程监控仿真调试-29

5.4.4 系统联机调试-31

第六章 结论与展望-37

参考文献-39

致  谢-40