上水箱液位控制系統(tǒng)過控課設(shè)

1、上水箱液位控制系統(tǒng)過控課設(shè)摘要在過程工業(yè)中被控制量一般有以下四種：液位、壓力、 流量、溫度。而液位 不但是工業(yè)過程中常見的參數(shù)，且便于 直接觀察，也容易測量。過程時間常數(shù)一般比較小。以液位 過程構(gòu)成實驗系統(tǒng)，可靈活地進(jìn)行組態(tài)，實施各種不同的控制 方案。液位控制裝置也是過程控制最常見的實驗裝置。國外 很多實驗室有此類裝置，如瑞典LUND大學(xué)等。很多重要的 研究報告、模擬仿真均出自此類裝置！本次設(shè)計也是基于這套水箱液位控制裝置來實現(xiàn)的。這 套系統(tǒng)由多個水箱，液位檢測變送器，電磁流量計，渦輪流 量計，自動調(diào)節(jié)閥，控制面板等喝多器件構(gòu)成。液位控制的發(fā)展從七十年代到九十年代經(jīng)歷了幾個階段，控制理論由經(jīng)典

2、控制理論到現(xiàn)代控制理論，再到多學(xué)科 交叉；控制工具由模擬儀表到DCS，再到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制；控 制要求與控制水平也由原來的簡單、安全、平穩(wěn)到先進(jìn)、優(yōu) 質(zhì)、低耗、高產(chǎn)甚至市場預(yù)測、柔性生產(chǎn)。而其中應(yīng)用最廣 泛的就是PID控制器。這次首先是用一天半的時間讓我們熟悉各種建模的方法。學(xué)會建立了最初的四種模型。接著后幾天就是開始熟悉 各種控制系統(tǒng)，以及運(yùn)用它們?nèi)タ刂扑涞囊何?，從而更加深刻的理解控制的概念。而且在過程中，要熟練學(xué)會調(diào)整PID 的參數(shù)，學(xué)會使用MATLAB等。關(guān)鍵詞：水箱液位；PID控制；串級控制；前饋控制；經(jīng) 驗湊試法 TOC o 1-5 h z 1引言12實驗設(shè)備32.1 THJ-FCS

3、型或THJ-3型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置。32.2計算機(jī)及相關(guān)軟件。92.2.1 SIMATIC WinCC簡介92.2.2監(jiān)控界面103設(shè)備工作原理及運(yùn)行過程123.1設(shè)備工作原理123.2控制系統(tǒng)流程圖133.3系統(tǒng)投運(yùn)及步驟144參數(shù)整定與結(jié)果分析174.1參數(shù)整定174.1.1比例（P）調(diào)節(jié)174.1.2比例積分（PI）調(diào)節(jié)204.1.3比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)234.2結(jié)果分析25總結(jié)26參考文獻(xiàn)271引言在現(xiàn)代工業(yè)控制中，過程控制技術(shù)是一歷史較為久遠(yuǎn)的分 支。在本世紀(jì)30年代就已有應(yīng)用。過程控制技術(shù)發(fā)展至今 天，在控制方式上經(jīng)歷了從人工控制到自動控制兩個發(fā)展時 期。在自動控制時期

4、內(nèi)，過程控制系統(tǒng)又經(jīng)歷了三個發(fā)展階段, 它們是：分散控制階段，集中控制階段和集散控制階段。當(dāng)前，過程控制正朝高級階段發(fā)展，不論是從過程控制 的歷史和現(xiàn)狀看，還是從過程控制發(fā)展的必要性、可能性來 看，過程控制是朝綜合化、智能化方向發(fā)展，即計算機(jī)集成制 造系統(tǒng)(CIMS):以智能控制理論為基礎(chǔ)，以計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為主 要手段，對企業(yè)的經(jīng)營、計劃、調(diào)度、管理和控制全面綜合， 實現(xiàn)從原料進(jìn)庫到產(chǎn)品出廠的自動化、整個生產(chǎn)系統(tǒng)信息管理 的最優(yōu)化。隨著信息技術(shù)、自動化技術(shù)在過程工業(yè)的廣泛應(yīng)用，過程 控制系統(tǒng)在過程工業(yè)中愈顯重要。過程控制從應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) 至今經(jīng)歷了一個由簡單到復(fù)雜、從低級到高級的過程。在過程 控制中，一般對液位、溫度、壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行控制。其 中，液位控制技術(shù)在國民生活、生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，如民 用水塔供水，精餾塔液位控制，鍋爐氣泡液位控制等。液位控 制的準(zhǔn)確度與精度都直接或間接地影響著生產(chǎn)、生活的質(zhì)量與 安全。為了保證安全、合理高效生產(chǎn)，急需開展先進(jìn)的液位控 制方法和策略的研究和開發(fā)。水箱液位控制系統(tǒng)是設(shè)計和開發(fā)先進(jìn)液位控制策略的一 個開放式平臺，具有觀察直觀、測量容易、組態(tài)靈活，可實 施各種相異的控制方案，國內(nèi)外許多學(xué)者和工程技術(shù)人員基 于該類裝置做出了重要的研究報告，以驗證重要的理論成果 和指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。然而，當(dāng)前中國這類控制實驗