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摘 要

在处理工业废水的过程中，pH值是用来表征水质好坏的重要值，控制效果的好坏直接关系到出水的水质。然而对我们而言，精确控制pH值是最难的。目前，国内的多数中小化工企业采用中和反应来调节pH值，控制精度不高，药剂浪费严重，效益下降，所以pH控制在一定的范围内有重要的意义。

本人用西门子S7-200 PLC设计了一个pH自动控制加液机，分硬件和软件两方面。在硬件方面，西门子的S7－200 PLC、传感器和蠕动泵等。软件方面分为三个部分：第一部分是pH值采集部分程序设计；第二部分是设计PID控制及驱动程序：第三部分是TD-400C文本显示器实时显示各参数。

实验由pH检测仪通过酸碱pH值传感器测得废水pH值，根据设定的pH值做出比较，分别控制酸、碱两个阀门，通过调节泵转的圈数，直至达到所需要的范围值，即达到控制，再通过TD-400C文本显示器进行直观的显示。

关键词：PLC；PLC控制；pH值

pH Automatic Control Dosing Machine based on PLC

Abstract

In the process of treating industrial polluted water,the pH value is an important parameter to characterize the water quality is good or bad.The stand or fall of pH control effect is directly related to water quality effluent.However,to control pH value exactly for us is very difficult.Currently,the majority of small and medium enterprises to adopt chemical neutralization to adjust pH value,the control precision is not very high,pharmaceutical waste is very serious.As a result,economic decline,environmental pollution.Therefore,pH control in a certain range has a very important significance.

I use Siemens S7-200 PLC to design an automatic pH control dosing machine,the design is made up of two aspects,they are hardware and software aspects.On the hardware side,I use Siemens S7-200 PLC、pH sensor and peristaltic pump and so on.Software is divided into three parts:The first part is to design the pH value of the collection program;The second part is to design PID control and drive part of the program;The third part is use of TD-400C text display shows the parameter in real time.

In this study,pH detector measure pH value of polluted water by sensor.According to the desired pH value,PLC controls the acid and alkali two values by adjusting the number of pumps in circles until achieving the desired range of values,then through TD-400C text displaying result.

Keywords: PLC;PID control;pH value

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 选题的背景及意义 1

1.2 课题研究的目的 1

1.3国内外研究的动态 1

1.3.1 国外研究概况 1

1.3.2 国内研究概况 2

1.4 pH自动控制加液机的应用 2

第二章 系统控制设计 3

2.1 课题任务 3

2.2 控制的内容 3

2.3 PLC控制所用的硬件及软件 3

2.3.1 硬件设备：PLC 3

2.3.2 编程软件选择：STEP 7-Micro/WIN 5

第三章 闭环控制与PID控制器 8

3.1 模拟量闭环控制系统 8

3.1.1 模拟量闭环控制的组成 8

3.1.2 闭环控制系统的性能指标 8

3.2 PID控制器 9

3.2.1 PID 控制器的数学表达式 9

3.2.2 PID指令向导 10

第四章 硬件选型 13

4.1 设备选型 13

4.1.1 PLC设备选型 13

4.1.2 pH控制器的介绍 14

4.1.3 蠕动泵的介绍 15

4.1.4 文本显示器选型 15

4.1.5 驱动器模块 16

4.2 硬件连接图 17

第五章 软件设计 18

5.1控制要求 18

5.2 PLC程序编写部分 18

5.2.1 输入/输出点分配 18

5.2.2 pH值采集 19

5.2.3 PID控制及驱动部分程序的设计 20

5.2.4 文本显示器的设置 24

第六章 安装与调试 29

6.1 设计过程中遇到的问题及解决方法 29

6.2显视结果 29

致 谢 30

参考文献（References） 31

第一章 引 言

1.1 选题的背景及意义

近年来，随着我国经济的飞跃发展，国人用水的需求越来越大，能否合理利用水资源的问题是广大人民群众值得思考的问题。此外，人们对生存的环境质量的要求越来越多和当前水资源极度短缺的问题也越来越白热化。这时，人们越来越重视处理工业废水和废水回收利用的技术的改善和升级。在排放废水较多的行业里，例如造纸业以及化工单位等，废水处理的棘手问题已经影响到整个行业的发展。废水处理的自动化程度能够提高多少、控制效果的好坏这两个问题是当代人类主要研究和面临的两大技术难题。

PLC有着广泛的应用面积、强大的实用功能、操作便捷等一系列的优点。已经在机械化工等设备和生产生活过程中得到了广泛的应用。在其他领域，例如自动化在化工行业的应用，解决了不少控制上的问题，是其他计算机控制设备无法与它比拟的。在21世纪的今天，工业控制领域的控制设备已经慢慢被可编程控制器所取代，在世界各行各业，PLC已经成为主流，同时也受到各行各业的一直好评。

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