工业过程控制课程设计-基于组态软件的温度单回路过程控制系统设计

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1、工业过程控制课程设计设计课题：基于组态软件的温度单回路过程控制系统设计学院名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：III工业过程控制课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目基于组态软件的温度单回路过程控制系统设计课题性质工程设计课题来源自拟课题指导教师主要内容选择一种合适的组态软件，使用实验室现有的过程控制设备，结合串级控制系统的控制要求和设计原则，合理选用PID控制规律，设计一个组态功能合理，画面美观，组态控制程序完善的温度单回路过程控制系统。任务要求1.根据温度单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。2.

2、根据温度单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。3.根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。4.运用组态软件，正确设计温度单回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。5.提交包括上述内容的课程设计报告。主要参考资料[1]过程控制系统．陈夕松，汪木兰．北京：科学出版社，2005[2]过程控制工程．邵裕森．北京：机械工业出版社，2000[3]InTouchHMI9.5应用程序开发基础课程，Wonderware公司，2006[4]过程可视化组态软件InTouch应用技术．马正午，周德兴．北京：机械工

3、业出版社，2006审查意见指导教师签字：2010年6月24日III目录引言11系统设计分析21.1设计目的21.2设计要求21.3设计的内容22系统方案的设计及控制规律的选择22.1系统控制方案22.2系统结构框图33仪表与模块的选择43.1仪器仪表的选择43.2模块的选择54　组态画面设计64.1　组态王简介64.2　组态软件设计64．3组态画面75组态程序设计105.1PID控制算法105.2　PID控制算法流程图115.3PID脚本程序126组态王标记名字典137系统调试过程14总结16参考文献17III引言现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度

4、控制,早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。本文以它为例进行介绍，希望能收到举一反三和触类旁通的效果。现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的

5、数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温度检测

6、，如果对此原理图稍加改进，我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。171系统设计分析1.1设计目的运用组态软件“组态王KingView6.53”，结合工业过程实验室已有设备，按照定值系统的控制要求，应用PID算法，自行设计，构成单回路温度控制系统，并整定现相关的PID参数以使系统稳定运行，最终得到一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的温度单回路控制系统。1.2设计要求利用电阻丝加热器对流经加热罐中的水进行加热，使用组态软件实现控制监控，采用合理的控制规律，是管道中流动水的温度稳定在设定值附近，以达到整体系统稳定运行的效果。水温的测量范围为0—100℃，测

7、量精度＜1%。1.3设计的内容运用组态软件“组态王6.53”，结合工业过程实验室已有设备，按照流量比值控制系统的控制要求，应用PID算法，自行设计，构成单回路闭环控制系统，并整定相关的PID参数以使系统稳定运行，最终得到一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的温度单回路控制系统。2系统方案的设计及控制规律的选择2.1系统控制方案为了取得较好的控制效果，基于组态软件的温度单回路过程控制系统在系统设计时，采用PID控制规律。通过温度传感器将检测到的实时温度值与温度设定值的差值送入计算机，计算机运用PID算法得到相应的控制信号，并将其输出给执行器，然后执行器调节加热

8、器，以达到