单溶水箱液位控制系统设计

PAGE16目录绪论 3第一章 课程设计内容与要求分析 41.1 课程设计内容 41.2 课程设计要求分析 5第二章Protel原理图绘制 62.1单容水箱液位恒值控制系统绘制图 62.2震荡 72.3关于PI调节 72.3.1PI调节前 72.3.2PI调节后 82.4关于PID调节 92.4.1PID调节前 92.4.2PID调节后 10第三章过程控制系统课程设计总结 11参考文献 12附录 13绪论绪论一过程控制的发展进入90年代以来，自动化技术发展很快，并取得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。过程控制是自动化技术的重要组成部分。现代化工业生产自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标，提高经济效益和劳动生产率，节约能源，改善劳动条件，保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。在70年代以来，随着现代工业生产的迅猛发展，仪表与硬件的开发，微型计算机的开发应用，使生产过程自动化的发展达到了一个新的水平。对全工厂或整个工艺流程的集中控制，应用计算机系统进行多参数综合控制，或者用多计算机对生产过程进行控制的新阶段，是这一阶段的主要特征。过程控制发展到现代过程控制的新阶段，这是过程控制发展的第三阶段。在新型的自动化技术工具方面，开始采用微处理器为核心的智能但愿组合仪表：在测量变送器方面，较为突出的成分在线检测与数据处理的应用日益广泛；在模拟式调节仪表方面，不仅三型仪表产品品种增加，可靠性提高，而且是本质安全防暴，适应了各种复杂控制系统的要求。二本文研究的目地，意义为了解决人工控制的控制准度低，控制速度慢，灵敏度低的一系列问题。从而我们将引进了工业生产的自动化控制。在自动化控制的工业生产过程中，一个很重要的控制参数就是液位。一个系统的液位是否稳定，直接影响了工业生产事是否安全，生产效率的高低，能源是否能够得到合理的利用的一系列重要问题。随着现代工业控制的要求越来越高，一般的自动化控制已经不能满足工业生产控制要求，所以我们又引入了可编程逻辑控制（PLC）。引入PLC使控制方式更加的集中，有效和及时。在我国随着社会的发展，很早就实行了自动化控制。而在我国液位控制系统也得到了广泛应用，特别在锅炉液位控制，水箱液位控制还在黄河治水中也得到了利用，通过液位控制系统检测黄河的水位的高低，以免黄河的水位的过高而在不了解的情况下，给我们人民带来生命危险和财产损失。第一章课程设计内容与要求分析课程设计内容与要求分析课程设计内容针对某厂的液位控制过程与要求实现模拟控制，其工艺过程如下：用泵作为原动力，把水从低液位池抽到高液位池，实现对高液位池液位高度的自动控制。具体设计内容是利用西门子S7-200PLC作为控制器，实现对单容水箱液位高度的定值控制，同时利用MCGS组态软件建立单容水箱液位控制系统的监控界面，实现实时监控的目的。本文研究的主要内容：一个系统是否能达到预期的控制效果，其系统的数学模型相当的重要，直接关系到控制结果的正确与否。在液位控制系统中调节阀是否与所控制的液体发生化学反应等，直接影响到控制结果。控制、方案的选取，一个好的方案会让系统更加的完美，所以方案的选取也非常的重要。调节器参数的整定，一个系统有了好的方案，但是如果参数的整定错误也将会功亏一篑！课程设计要求分析1、以RTGK-2型过程控制实验装置中的单个水箱作为被控对象、PLC作为控制器、静压式压力表作为检测元件、电动调节阀作为执行器构成一个单容水箱单闭环控制系统，实现对水箱液位的恒值控制。2、PLC控制器采用PID算法，各项控制性能满足要求：超调量20%，稳态误差≤±0.1；调节时间ts≤60s；3、组态测控界面上，实时设定并显示液位给定值、测量值及控制器输出值；实时显示液位给定值实时曲线、液位测量值实时曲线和PID输出值实时曲线；4、选择合适的整定方法确定PID参数，并能在组态测控界面上实时改变PID参数；5、通过S7-200PLC编程软件Step7实现PLC程序设计与调试；6、分析系统基本控制特性，并得出相应的结论；7、设计完成后，提交打印设计报告。第二章PROTLE原理图绘制第二章Protel原理图绘制2.1单容水箱液位恒值控制系统绘制图2.2震荡设KC=400,SP=25时产生震荡2.3关于PI调节2.3.1PI调节前经计算KC=181.80SP=20TI=1.82.3.2PI调节后经调节KC=100SP=25TI=102.4关于PID调节2.4.1PID调节前经计算KC=250SP=20TI=3TD=0.012.4.2PID调节后经调节KC=100SP=25TI=3TD=0.01第三章过程控制系统课程设计总结第三章过程控制系统课程设计总结经过一周的的程设计结束了，作为一名自动化大四的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去面对现实中的各种设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。我们做的是课程设计，而不是艺术家的设计。艺术家可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，虽然本次课程设计要求用Protel制图，但我却在整个设计过程中都用到了它，易修改，速度快。另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的第二大收获。整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。希望答辩时，老师多提些问题，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。参考文献参考文献[1]邵裕森,戴先中主编.过程控制工程(第2版).北京:机械工业出版社.2003[2]崔亚嵩主编.过程控制实验指导书（校内）[3]廖常初主编.PLC编程及应用