單溶水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計

PAGE16目錄緒論 3第一章 課程設(shè)計內(nèi)容與要求分析 41.1 課程設(shè)計內(nèi)容 41.2 課程設(shè)計要求分析 5第二章Protel原理圖繪制 62.1單容水箱液位恒值控制系統(tǒng)繪制圖 62.2震蕩 72.3關(guān)于PI調(diào)節(jié) 72.3.1PI調(diào)節(jié)前 72.3.2PI調(diào)節(jié)后 82.4關(guān)于PID調(diào)節(jié) 92.4.1PID調(diào)節(jié)前 92.4.2PID調(diào)節(jié)后 10第三章過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 12附錄 13緒論緒論一過程控制的發(fā)展進(jìn)入90年代以來，自動化技術(shù)發(fā)展很快，并取得了驚人的成就，已成為國家高科技的重要分支。過程控制是自動化技術(shù)的重要組成部分?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動化中，過程控制技術(shù)正在為實現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動生產(chǎn)率，節(jié)約能源，改善勞動條件，保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生等方面起著越來越大的作用。在70年代以來，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，儀表與硬件的開發(fā)，微型計算機(jī)的開發(fā)應(yīng)用，使生產(chǎn)過程自動化的發(fā)展達(dá)到了一個新的水平。對全工廠或整個工藝流程的集中控制，應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行多參數(shù)綜合控制，或者用多計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的新階段，是這一階段的主要特征。過程控制發(fā)展到現(xiàn)代過程控制的新階段，這是過程控制發(fā)展的第三階段。在新型的自動化技術(shù)工具方面，開始采用微處理器為核心的智能但愿組合儀表：在測量變送器方面，較為突出的成分在線檢測與數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用日益廣泛；在模擬式調(diào)節(jié)儀表方面，不僅三型儀表產(chǎn)品品種增加，可靠性提高，而且是本質(zhì)安全防暴，適應(yīng)了各種復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。二本文研究的目地，意義為了解決人工控制的控制準(zhǔn)度低，控制速度慢，靈敏度低的一系列問題。從而我們將引進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制。在自動化控制的工業(yè)生產(chǎn)過程中，一個很重要的控制參數(shù)就是液位。一個系統(tǒng)的液位是否穩(wěn)定，直接影響了工業(yè)生產(chǎn)事是否安全，生產(chǎn)效率的高低，能源是否能夠得到合理的利用的一系列重要問題。隨著現(xiàn)代工業(yè)控制的要求越來越高，一般的自動化控制已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)控制要求，所以我們又引入了可編程邏輯控制（PLC）。引入PLC使控制方式更加的集中，有效和及時。在我國隨著社會的發(fā)展，很早就實行了自動化控制。而在我國液位控制系統(tǒng)也得到了廣泛應(yīng)用，特別在鍋爐液位控制，水箱液位控制還在黃河治水中也得到了利用，通過液位控制系統(tǒng)檢測黃河的水位的高低，以免黃河的水位的過高而在不了解的情況下，給我們?nèi)嗣駧砩ｋU和財產(chǎn)損失。第一章課程設(shè)計內(nèi)容與要求分析課程設(shè)計內(nèi)容與要求分析課程設(shè)計內(nèi)容針對某廠的液位控制過程與要求實現(xiàn)模擬控制，其工藝過程如下：用泵作為原動力，把水從低液位池抽到高液位池，實現(xiàn)對高液位池液位高度的自動控制。具體設(shè)計內(nèi)容是利用西門子S7-200PLC作為控制器，實現(xiàn)對單容水箱液位高度的定值控制，同時利用MCGS組態(tài)軟件建立單容水箱液位控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面，實現(xiàn)實時監(jiān)控的目的。本文研究的主要內(nèi)容：一個系統(tǒng)是否能達(dá)到預(yù)期的控制效果，其系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型相當(dāng)?shù)闹匾?，直接關(guān)系到控制結(jié)果的正確與否。在液位控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥是否與所控制的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等，直接影響到控制結(jié)果?？刂啤⒎桨傅倪x取，一個好的方案會讓系統(tǒng)更加的完美，所以方案的選取也非常的重要。調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定，一個系統(tǒng)有了好的方案，但是如果參數(shù)的整定錯誤也將會功虧一簣！課程設(shè)計要求分析1、以RTGK-2型過程控制實驗裝置中的單個水箱作為被控對象、PLC作為控制器、靜壓式壓力表作為檢測元件、電動調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器構(gòu)成一個單容水箱單閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對水箱液位的恒值控制。2、PLC控制器采用PID算法，各項控制性能滿足要求：超調(diào)量20%，穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.1；調(diào)節(jié)時間ts≤60s；3、組態(tài)測控界面上，實時設(shè)定并顯示液位給定值、測量值及控制器輸出值；實時顯示液位給定值實時曲線、液位測量值實時曲線和PID輸出值實時曲線；4、選擇合適的整定方法確定PID參數(shù)，并能在組態(tài)測控界面上實時改變PID參數(shù)；5、通過S7-200PLC編程軟件Step7實現(xiàn)PLC程序設(shè)計與調(diào)試；6、分析系統(tǒng)基本控制特性，并得出相應(yīng)的結(jié)論；7、設(shè)計完成后，提交打印設(shè)計報告。第二章PROTLE原理圖繪制第二章Protel原理圖繪制2.1單容水箱液位恒值控制系統(tǒng)繪制圖2.2震蕩設(shè)KC=400,SP=25時產(chǎn)生震蕩2.3關(guān)于PI調(diào)節(jié)2.3.1PI調(diào)節(jié)前經(jīng)計算KC=181.80SP=20TI=1.82.3.2PI調(diào)節(jié)后經(jīng)調(diào)節(jié)KC=100SP=25TI=102.4關(guān)于PID調(diào)節(jié)2.4.1PID調(diào)節(jié)前經(jīng)計算KC=250SP=20TI=3TD=0.012.4.2PID調(diào)節(jié)后經(jīng)調(diào)節(jié)KC=100SP=25TI=3TD=0.01第三章過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計總結(jié)第三章過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計總結(jié)經(jīng)過一周的的程設(shè)計結(jié)束了，作為一名自動化大四的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計是十分有意義。在已度過的大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去面對現(xiàn)實中的各種設(shè)計？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱設(shè)計書是十分必要的，同時也是必不可少的。我們做的是課程設(shè)計，而不是藝術(shù)家的設(shè)計。藝術(shù)家可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無法升級為設(shè)計。作為一名專業(yè)學(xué)生掌握一門或幾門制圖軟件同樣是必不可少的，雖然本次課程設(shè)計要求用Protel制圖，但我卻在整個設(shè)計過程中都用到了它，易修改，速度快。另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時刻鞏固所學(xué)知識，這也是我作本次課程設(shè)計的第二大收獲。整個設(shè)計我基本上還滿意，由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。希望答辯時，老師多提些問題，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補(bǔ)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]邵裕森,戴先中主編.過程控制工程(第2版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2003[2]崔亞嵩主編.過程控制實驗指導(dǎo)書（校內(nèi)）[3]廖常初主編.PLC編程及應(yīng)用