过程控制与仪表课设——液压控制系统

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1、中南大学《过程控制仪表》课程设计报告设计题目液压控制系统指导老师王莉吴同茂设计者222222专业班级自动化设计日期2010年6月19目录第一章过程控制仪表课程设计的目的意义31.1设计目的31.2课程在教学计划中的地位和作用3第二章压力控制系统（实验部分）32.1控制系统工艺流程32.2控制系统的控制要求62.3系统的实验调试7第三章液位控制系统工艺流程及控制要求93.1设计工程分析93.2液位控制系统工艺流程103.3设计内容及要求10第四章总体设计方案114.1设计思想114.2总体设计流程图12第五章硬件设计135.1硬件设计概要

2、135.2硬件选型13第六章软件设计156.1控制算法的选择156.2PID控制指令15第七章调试中遇到具体问题与调试方法177.1调试问题177.2调试方法17第八章收获和体会1819参考文献19第一章设计的目的与意义1.1设计目的本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。其目的在于培养我们综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使我们通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进我们对仪表及其理

3、论与设计的进一步认识。课程设计的主要任务是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统，使我们将理论与实践有机地结合起来。这次我们小组的任务是压力控制系统的应用和设计。1.2课程在教学中的地位与作用“过程控制仪表”是自动化专业必修的专业课之一，通过课程设计可以让我们对工业的控制模拟对工业的一些控制有了更深一步的了解，为我们加深对课程理论知识的认识和工业应用，所以本课程在教学中起到了融会贯通的作用，让我们所学到的东四都联系到的一起，是教学中是不可或缺的。第二章压力控制系统2.1控制系统的工艺流程19该装置有三个互相串联的不同大

4、小的密封压力容器和针型阀、压力阀、及流量等检测变送仪器组成，配套的仪表屏上安装了控制、显示灯仪表，并配有带连接信号插座孔德工程模拟流程图。工艺过程模拟流程图如图2-1所示。图2-1压力装置工艺模拟流程图上图中，标有字母方块的各种仪表，O为各种仪表的输入、输出信号的单线接插件的插座孔（+、—插孔）。其中：C：控制器。该装置配有三个单回路调节器C1、C2、C3，控制输出信号为4—20mA，每个调节器设有三对插座孔。其中：PV孔位测量值输入，SV孔为外设定输入或阀位反馈信号输入，O孔为调节器输出。R：记录仪为无纸3通道，R3孔为3号通道。每个

5、通道有两个插座孔，其中上孔接变送器来的信号，下孔接到其他仪表作为输入信号，注意不能接错。PT：压力变送器。压力变送器为LSYB，1#——3#输入量程均为0——80Kpa，变送输出为4——20mA。VL：电子式电动阀为电子小流量调节阀，电动调节阀输入4——20mA电流信号，对应阀门输出开度0——100%。FT：流量计。流量计是一种为LGJ-6型玻璃浮子流量计，输入流量为0——3m*3/h，无信号变送输出，只有浮子指示。19V1-2和I1-2：两路电压电流转化器。其中V1为第1路电压输入信号端，H为第1路电流输出信号端，V2为第2路电压输入

6、信号端，I2为第二路电流输出信号端，O上孔接电压/电流转换器来的正信号，下孔接电压/电流转换器的负信号，不能接错。由图2-1可见，压缩空气分两路进入压力容器。支路1为控制通道，压缩空气经减压调整为200KPa，通过调节阀的流量可由玻璃转子流量计指示，经1#罐和针阀R1（可调电阻）、2#罐和针阀R3最后排放入大气。支路2为扰动通道，压缩空气经减压调整为60kpa，通过调节阀的流量也可由玻璃转子流量计指示，进入1#罐、2#罐或3#罐的通路由截止阀F1、F2及F3控制，相当于扰动的加入位置可以选择。本装置有三个检测变量，可以从中选择一至二位被

7、控变量。有两个可控制的变量（两个经调节阀的压缩空气的流量），一般，支路一流量作为操作变量通路，支路2则作为扰动输入通路。在确定被被控量、操作变量、主要扰动和控制方案后，只要在模拟控制流程图上的插座孔进行不同的连接，就能方便、迅速地组成不同的控制回路。2.2控制系统的控制要求本实验采用压力串级控制系统。主变量采用3#的气缸压力，副变量为1#气缸压力的压力串级控制系统，为了提高控制质量，可以选择3#气缸压力位主被控变量，1#气缸压力位副被控变量的串级控制方案，把支路1通道的阀前压力波动和F1扰动纳入副回路。其带控制点的工艺流程图和方块图如图

8、2-2与2-3所示。19图2-23#罐压力简单控制系统的带控制点的工艺流程图2-33#气缸压力串级控制系统的方框图通过外界值来确定来测试此系统的线性可控区。要求：1、超调量不超过5%。2、稳态误差不超过2%