過程控制系統(tǒng)設(shè)計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！過程控制系統(tǒng)201323020227基于組態(tài)軟件的雙容液位單回路過程控制系統(tǒng)設(shè)計課題來源通過某種組態(tài)軟件，結(jié)合實驗室已有設(shè)備，按照定值系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)較快較穩(wěn)的性能要求，采用單閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)和PID控制規(guī)律，設(shè)計一個具有較美觀組態(tài)畫面和較完善組態(tài)控制程序的雙容液位單回路過程控制系統(tǒng)。1.計控制方案，正確選用過程儀表。2.根據(jù)雙容液位單回路過程控制系統(tǒng)A/D、D/A和開關(guān)I/O的需要，正確選用過程模塊。任務(wù)要求3.根據(jù)與計算機(jī)串行通訊的需要，正確選用RS485/RS232轉(zhuǎn)換與通訊模塊。4.運用組態(tài)軟件，正確設(shè)計雙容液位單回路過程控制系統(tǒng)的組態(tài)圖、組態(tài)畫面和組態(tài)控制程序。5.提交包括上述內(nèi)容的課程設(shè)計報告。[1]組態(tài)王軟件及其說明文件[2]邵裕森．過程控制工程．北京：機(jī)械工業(yè)出版社2000[3]過程控制教材[4]輔導(dǎo)資料年月日摘要件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：過程控制工業(yè)流量組態(tài)王目錄1設(shè)計目的..........................................................52控制要求..........................................................53系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計......................................................53.1控制方案........................................................53.2控制規(guī)律........................................................63.3過程儀表及過程模塊..............................................73.3.1液位變送器....................................................33.3.2電動調(diào)節(jié)閥....................................................83.3.3模擬量采集模塊................................錯誤!未定義書簽。3.3.4模擬量輸出模塊................................錯誤!未定義書簽。3.3.5通信轉(zhuǎn)換模塊..................................................93.3.6其他設(shè)備......................................................93.4硬件連接........................................錯誤!未定義書簽。4系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計.....................................................104.1組態(tài)軟件介紹...................................................104.2系統(tǒng)流程圖.....................................................114.3數(shù)據(jù)詞典........................................錯誤!未定義書簽。4.4組態(tài)畫面.......................................................124.5PID控制算法流程圖.............................................134.6趨勢曲線......................................................13結(jié)論...............................................錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)........................................................15附錄程序代碼......................................................161（1）加深對過程控制系統(tǒng)基本原理的理解和對過程儀表的實際應(yīng)用能力。（2）培養(yǎng)運用組態(tài)軟件和計算機(jī)設(shè)計過程控制系統(tǒng)的實際能力。2（1）能根據(jù)具體對象及控制要求，獨立設(shè)計控制方案，正確選用過程儀表。（2）能夠根據(jù)過程控制系統(tǒng)A/D、D/A和開關(guān)I/O的需要，正確選用模塊。RS485/RS232轉(zhuǎn)換與通訊模塊。（4）能運用組態(tài)軟件，正確設(shè)計過程控制系統(tǒng)的組態(tài)圖、組態(tài)畫面和組態(tài)控制程序。3串級控制系統(tǒng)是一種常見的復(fù)雜控制系統(tǒng)，它是根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)命名的。一、另一個控制器的的給定值。二、結(jié)構(gòu)：整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，即主回路和副回路。主回路有主控制器、副回路、主對象和主變送器構(gòu)成；而副回路由副控制器、控制閥、副對象和副變送器構(gòu)成。三、特點：與簡單控制系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)由于在結(jié)構(gòu)上增加了一個副回路，所以有以下特點(1)、對于進(jìn)入副路的需要更精確地控制操縱變量的質(zhì)量流和能量流。四、應(yīng)用場合：(1)、用于后較大的對象。(4)、用于克服對象的非線性。關(guān)關(guān)系，故系統(tǒng)采用的串級控制。其中，內(nèi)環(huán)控制上水箱的液位，外環(huán)控制下水箱的液位，系統(tǒng)遠(yuǎn)行使下水箱的液位跟隨給定值，系統(tǒng)框圖如下圖3.1所示－－液位變送器液位變送器圖本設(shè)計采用的是工業(yè)控制中最常用的PID采用PID算法實現(xiàn)簡單，控制效果好，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，外環(huán)PID的輸器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。它結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)易于調(diào)整，在長期的應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗。其主要特點是：(1)技術(shù)成熟；PID調(diào)節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)理論中技術(shù)最成熟、應(yīng)PID據(jù)系統(tǒng)的要求，采用PID型；(3)控制效果好。雖然計算機(jī)控制是非連續(xù)的，但由于計算機(jī)的運算速度越來越快，因此用數(shù)字PID完全可代替模擬調(diào)節(jié)器，并且能得到比較滿意的效果。3.3.1圖圖電器部件布線嚴(yán)謹(jǐn)并傳動部件完全隔離，提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)運行性的可靠。圖圖用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。組態(tài)（Configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點有（1）升級；（2）封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/ODriver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。最早開發(fā)的通用組態(tài)軟件是DOSWindowsDOSDOS環(huán)境下組態(tài)軟件。系統(tǒng)流程圖如圖4.1所示：圖I/O圖能滿足生產(chǎn)更高要求的情況下，才采用復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。組態(tài)畫面如圖4.4所示，其設(shè)計原理可見圖4.1系統(tǒng)流程圖。圖取,形做取,做圖4.6依據(jù)PID算法的輸出值uk，系統(tǒng)給定值S和檢測反饋值P。實時趨勢曲線和pv歷史趨勢曲線分別如下圖4-5、4-6所示：設(shè)計心得所要熟悉的問題。在研究此課題期間，我真正接觸了很多有著求知欲的同學(xué)，我和同學(xué)討論的此時更加需要靜下心來，仔細(xì)查找原因。系以前的理論，結(jié)合自己的實際，開創(chuàng)出自己的解決問題的整體策略。一般情況下，它都要經(jīng)過一下幾個步驟：認(rèn)知被控對象、設(shè)計控制方案、選擇控制規(guī)律、選擇過程儀表、選擇過程模塊、設(shè)計系統(tǒng)流程圖和組態(tài)圖、設(shè)計組態(tài)畫面、設(shè)計數(shù)據(jù)詞典等，直到最后的動畫鏈接成功，并達(dá)到控制要求。經(jīng)過以上步知識。參考文獻(xiàn)[1]邵裕森.過程控制工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000[2]袁秀英.組態(tài)控制技術(shù).電子工業(yè)出版社,2003[3]孫洪程.過程控制工業(yè)設(shè)計[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001[5]馮品如.過程控制工程[M].中國輕工業(yè)出版社,1995[6]王愛廣.過程控制技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005[7]陳夕松.過程控制系統(tǒng)[M].科學(xué)出版社,2005if本站點主控開關(guān)==1){本站點水泵開關(guān)=1;本站點水流量大小=\\本站點電動閥開度;\\本站點\副水箱液位=\\本站點\水流量大小*\\本站點\時間/200-70*\\本站點\時間/200;\\本站點\主水箱液位=\\本站點\副水箱液位*0.7*\\本站點\時間/200-7*\\本站點時間/200;本站點時間本站點\時間+1;本站點主回路偏差0=\\本站點主水箱設(shè)定水位本站點主水箱液位;本站點主回路控制量=\\本站點主水箱液位本站點主回路比例系數(shù)*((\\本站點主回路偏差0-\\本站點主回路偏差1)+\\本站點主回路積分系數(shù)本站點主回路偏差0+\\本站點主回路微分系數(shù)*(\\本站點主回路偏差0-2*\\本站點主回路偏差本站點主回路偏差2));本站點主回路偏差1=\\本站點主回路偏差0;本站點主回路偏差2=\\本站點主回路偏差1;本站點副回路偏差0=\\本站點主回路控制量-\\本站點副水箱液位;本站點電動閥開度=\\本站點副水箱液位+\\本站點副