基于组态软件的双容液位单回路过程控制系统设计

基于组态软件的双容液位单回计题目:基于组态软件的双容液位单回路控制系统设计 过程控制课程设计任务书学号2011239108011题目基于组态软件的双容液位单回路过程控制系统设计课题来源自拟题目4.运用组态软件，正确设计双容液位单回路过程控制系统的组态图、5.提交包括上述内容的课程设计报告。[1]组态王软件及其说明文件[3]过程控制教材[4]辅导资料年月日过程控制就是对工业生产过程的自动控制，它采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具设计控制系统实现生产过程自动化。流量单回路控制系统就是采用计算机、传感器等设备对水箱的水位进行控制使其带到预期的状态。组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算关键词：过程控制工业流量组态王 (1)加深对过程控制系统基本原理的理解和对过程仪表的实际应用能力。(2)培养运用组态软件和计算机设计过程控制系统的实际能力。2控制要求(1)能根据具体对象及控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用模块。(3)能根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模(4)能运用组态软件，正确设计过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制系统结构设计3.1控制方案基本原理：它是由两个或者两个以上的控制器串联而成的，一个控制器的输出是另一个控制器的的给定值。二、结构：整个系统包括两个控制回路，即主回路和副回路。主回路有主控制器、副回路、主对象和主变送器构成；而副回路特点：与简单控制系统可以按照主回路的需要更精确地控制操纵变量的质量流和能量流。四、应用场本控制系统中，被控参量有两个，上水箱的液位和下水箱的液位，这两个参量具有相关关系。上水箱的液位可以影响下水箱的液位，根据上下水箱的液位相关关系，故系统采用的串级控制。其中，内环控制上水箱的液位，外环控制下水箱的液位，系统远行使下水箱的液位跟随给定值，系统框图如下图3.1x1e(3.2控制规律出作为内环的输入，内环跟随外环的输出。在工程实际中，应用最为广泛的调构简单，参数易于调整，在长期的应用中积累了丰富的经验。越来越快，因此用数字PID完全可代替模拟调节器，并且能得到比较满意的效3.3过程仪表及过程模块液位传感器是用来上位水箱和下位水箱的液位进行检测，采用工业用的DBYG扩散硅压力变送器，本变送器按标准的二线制传输，采用高品质，低功耗精密器件，稳定性和可靠性大大提高。可方便的与其他DDZ—IIIX型仪表互换配置，并能直接交换同类仪表。校验的方法是通电预热十五分钟后，分不在零压力和满程压力下检测输出电流值。在零压力下调整零电位器。使输出电流为，故工作时需串联24V直流电源。液位传感器用来上水位箱和中水调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。调节并通常分为直通单座式和直通双座式两种，后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和执行机构可以用于对管道的阀门和风门的调节及开与关的控制，其主要特点如一体化结构设计，位置变送器和伺服放大器作为两个独立部件均可直接装能，使用和调校十分方便。功能模块式结构设结构简单，体积小巧，重量轻，便于安装和维护，机械零件全部采用CNC加工部件，工艺精湛。传动全部采用小齿隙密封齿轮，具有效率高，噪声低，寿命长和稳定可靠，无需再加油等特点。具有多种运行速度，可以满足各种控制系统的要求，以保证系统的快速响应及稳定性。PSL系列同阀门的连接采用柔软盘黄连接，可避免阀杆与输出轴不同轴给列有转矩开关保护，可防止因阀门产生过大转矩而损坏阀杆。驱动电机采用高性能稀土磁性材料制作的高速度同步电机，运行平稳，具有体积小、转矩大、抗堵转、控制精度高等特点。可设置分段调节，即由一台调节器输出的双时间的全开全闭)阀位反馈元件全密封高精度多圈电位器，具有体积小、精度高、死区小、使用寿命长等特点。行程可调，便于与阀门连接。全部电器元件均采3.3.3变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术流小，运行平稳，而且节能效果明显，所以应用越来越广泛。命长，可外加电流控制，也可通过本身旋钮控制频率。可单相或者三相供电，水泵是一种利用大气压强将低处的水汲往高处的机器,多半是以电动机作为动力。抽水的电动机泵通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。这里采压供水系统。3.3.5模拟量采集模块3.3.6模拟量输出模块3.3.7通信转换模块3.4硬件连接压力信号的检测。在D/A模块中，由于模块本身不能提供电源，所以在控制时应系统采用的液位变送器，压力变送器都是二线制的，在检测液位工作时要接线要求：(I/O对应关系表)(1)上水箱液位的检测输出----A/D模块中，IN0通道输入(2)下水箱液位的检测输出----A/D模块中，IN1通道输入(3)主流量的检测输出----A/D模块中，IN2通道输入(4)副流量的检测输出----A/D模块中，IN3通道输入(5)温度信号的检测输出----A/D模块中，IN4通道输入(6)阀位反馈信号的检测输出----A/D模块中，IN5通道输入(7)水泵出口压力信号检测输出----A/D模块中，IN6通道输入(8)主调节阀开度的控制输入----D/A模块中的IO0通道输出(9)可控硅的电压控制输入----D/A模块中的IO1通道输出系统组态设计4.1组态软件介绍随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成组态(Configuration)为模块化任意组合。通用组态软件主要特点有(1)延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；(2)封装性(易学易用)，通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术(甚面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并能和网络功能的工程，不受行业限制。最早开发的通用组态软件是DOS环境下的组态软件，其特点是具有简单的人机界面(MMI)、图库、绘图工具箱等基本功能。随着Windows的广泛应用，Windows环境下的组态软件成为主流。与DOS环境下的组态软件成为主流。与许多优秀通用组态软件是在英文状态下开发的，它具有应用时间长、用户界面不理想、不支持或不免费支持国内普遍使用的硬件设备、组态软件本身费用和组态软件培训费用高昂等因素，这些也正是国内通用组态软件在国内不能广泛应用的原因。随着国内计算机水平和工业自动化程度的不断提高，通用组态软件的市场需求日益增大。近年来，一些技术力量雄厚的高科技公司相继开发出4.2系统流程图计算机调节阀HB贮水池4.3数据词典4.4组态画面是测量对象的液位并对其进行归一化等处理；PID控制器是整个控制系统的核心，它根据设定值和测量值的偏差信号来进行调节，从而控制双容水箱的液位单回路调节系统可以满足大多数工业生产的要求，只有在单回路调节系统1系统流程图。4.5动画连接首先根据系统流程图在系统开发界面画好组态图面，然后对各个器件逐一成了动画。果和曲线。当系统运行时，首先设定PID调节参数，根据要求设定给定值，观察连接4.6PID控制算法流程图取取取取做图做做输出数据传送：结论经过一个多星期的努力，终于结束了课程设计,学会了好多东西，尤其是对组态王软件的认识与了解及应用,又会了一种功能强大的软件，在此我非常感谢一般情况下，它都要经过一下几个步骤：认知被控对象、设计控制方案、选择控制规律、选择过程仪表、选择过程模块、设计系统流程图和组态图、设计组态画面、设计数据词典等，直到最后的动画链接成功，并达到控制要求。经过以上步骤，我对整个过程控制系统的设计有了很深的体会，也学会了很多与设参考文献M京:机械工业出版社,2000M北京:化学工业出版社,2007M化学工业出版社,2001M业出版社,1995M版社,2005M5录程序代码if(\\本站点\主控开关==1){\\本站点\水泵开关=1;\\本站点\水流量大小=\\本站点\电动阀开度;\\本站点\主水箱液位=\\本站点\副水箱液位*0.7*\\本站点\时间\\本站点\时间=\\本站点\时间+1;\\本站点\主回路偏差0=\\本站点\主水箱设定水位-\\本站点\主水箱液位;\\本站点\主回路