雙容水箱監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校力控組態(tài)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng)： 雙容水箱監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系部名稱(chēng)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 雙容水箱監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄一；引言二；實(shí)驗(yàn)原理三；軟件設(shè)計(jì)四進(jìn)行PID參數(shù)整定；結(jié)論參考文獻(xiàn)一；引言 串聯(lián)雙容水箱在工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用非常廣泛。在串聯(lián)雙容水箱水位的控制中，進(jìn)水首先進(jìn)人第一個(gè)水箱，然后通過(guò)第二個(gè)水箱流出，與一個(gè)水箱相比，由于增加了一個(gè)水箱，使得被控量的響應(yīng)在時(shí)間上更落后一步，即存在容積延遲，從而導(dǎo)致該過(guò)程的難以控制。串級(jí)控制是改善調(diào)節(jié)過(guò)程動(dòng)態(tài)性能的有效方法，由于其超前的控制作用，可以大大克服系統(tǒng)的容積延遲。隨著工業(yè)的發(fā)展，液位控制在各種過(guò)程控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本設(shè)

2、計(jì)以二容水箱實(shí)驗(yàn)液位控制模型為研究對(duì)象，采用PID控制，并用力控組態(tài)進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)。組態(tài)界面包括：水箱實(shí)驗(yàn)界面（包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線）、報(bào)警窗口、歷史趨勢(shì)曲線。所有畫(huà)面的動(dòng)態(tài)顯示用增強(qiáng)按鈕連接。二；實(shí)驗(yàn)原理與總體方案設(shè)計(jì)擾動(dòng)擾動(dòng)液位給定上水箱下水箱電動(dòng)閥智能調(diào)節(jié)儀+液位變送器圖1、雙容水箱液位控制系統(tǒng)的方框圖圖1為雙容水箱液位控制系統(tǒng)。這也是一個(gè)單回路控制系統(tǒng)，它與實(shí)驗(yàn)四不同的是有兩個(gè)水箱相串聯(lián)，控制的目的是使下水箱的液位高度等于給定值所期望的高度，具有減少或消除來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部或外部擾動(dòng)的影響功能。顯然，這種反饋控制系統(tǒng)的性能完全取決于調(diào)節(jié)器Gc（S）的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的合理選擇。由于雙容水箱的數(shù)學(xué)模型是

3、二階的，故它的穩(wěn)定性不如單容液位控制系統(tǒng)。對(duì)于階躍輸入（包括階躍擾動(dòng)），這種系統(tǒng)用比例（P）調(diào)節(jié)器去控制，系統(tǒng)有余差，且與比例度成正比，若用比例積分（PI）調(diào)節(jié)器去控制，不僅可實(shí)現(xiàn)無(wú)余差，而且只要調(diào)節(jié)器的參數(shù)和Ti調(diào)節(jié)得合理，也能使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器是在PI調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上再引入微分D的控制作用，從而使系統(tǒng)既無(wú)余差存在，又使其動(dòng)態(tài)性能得到進(jìn)一步改善。因此，我利用力控組態(tài)軟件的控制策略里的傳遞函數(shù)模擬一個(gè)一階慣性系統(tǒng)，然后，通過(guò)用策略里的PID模塊進(jìn)行控制，通過(guò)P，I，D進(jìn)行整定！三；軟件設(shè)計(jì)第一步：控制策略連接 第二步： 首先，創(chuàng)建一個(gè)雙容水箱控制圖其次在設(shè)計(jì)一

4、個(gè)歷史曲線最后再設(shè)計(jì)一報(bào)警畫(huà)面第三步：首先創(chuàng)建二個(gè)模擬點(diǎn)AI1和AO1第四步：進(jìn)行I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)第五步：動(dòng)畫(huà)連接和數(shù)據(jù)庫(kù)連接四進(jìn)行PID參數(shù)整定；整定步驟 實(shí)驗(yàn)湊試法的整定步驟為"先比例，再積分，最后微分"。（1）整定比例控制將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。（2）整定積分環(huán)節(jié)若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿(mǎn)足要求，需加入積分控制。先將步驟（1）中選擇的比例系數(shù)減小為原來(lái)的5080，再將積分時(shí)間置一個(gè)較大值，觀測(cè)響應(yīng)曲線。然后減小積分時(shí)間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿(mǎn)意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。（3）整定微分環(huán)

5、節(jié)若經(jīng)過(guò)步驟（2），PI控制只能消除穩(wěn)態(tài)誤差，而動(dòng)態(tài)過(guò)程不能令人滿(mǎn)意，則應(yīng)加入微分控制，構(gòu)成PID控制。先置微分時(shí)間TD=0，逐漸加大TD，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間，反復(fù)試湊至獲得滿(mǎn)意的控制效果和PID控制參數(shù)。五有外部設(shè)備時(shí)1控制畫(huà)面與上面相同2.硬件連接.首先將通訊模塊ADAM4520接到計(jì)算機(jī)的串口上,然后將研華A/D傳換模塊ADAM4017和研華D/A轉(zhuǎn)換模塊ADAM4024接到串口通訊模塊ADAM4520的DATA+和DATA-上,正接正,負(fù)接負(fù),然后ADAM4017接到壓力變送器的輸出上,ADAM4024接驅(qū)動(dòng)模塊的輸入,驅(qū)動(dòng)模塊的輸出接水泵的輸入,然后接好電源就行了.3.模塊配置.用模塊自帶軟件將模塊ADAM4017的地址設(shè)為1,將模塊ADAM4024的地址設(shè)為2,然后再測(cè)試一下各通道工作是否正常.3.力控I/O驅(qū)動(dòng)配置.在力控里找到ADAM4017和ADAM4024兩個(gè)模塊,一步步配置下去就可以了.4.建立數(shù)據(jù)庫(kù)變量.分別建立模擬量輸入點(diǎn)AI1,模擬量輸出點(diǎn)AO1,P