过程控制系统实习报告

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1、目录1.单容水箱设备组成及其工艺11.1.单容水箱设备的组成11.2.单容水箱设备的工作原理12.单容水箱控制系统的硬件设计22.1.电气原理图的设计23.单容水箱控制系统的软件设计33.1.通信组态33.2.变量组态43.3.画面组态54.调试74.1.单容水箱控制系统调试74.2.液位、流量串级控制系统调试85.技术小结9参考文献10附录111.1.单容水箱设备组成及其工艺1.1.单容水箱设备的组成单水水箱设备的基本组成有：控制器，调节器，被控对象，测量变送。基本器件有储水箱，下水箱，水泵，电磁流量计，阀门，管道等,电磁调节阀。1.2.单容水箱设备的工

2、作原理（a）机构图（b）方框图本实验系统结构图和方框图如上图所示。被控量为上小水箱的液位高度，实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT1检测到的上小水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PID控制。采用计算机PID算法控制。首先由差压传感器检测出水箱水位，水位实际值通过A/D转换，变成数字信号后，被输入计算机中，最后，在计算机中，根据水位给定值与实际输出值之差，利用PID程序算法得到输出值，再将输出值经过D/A模

3、块转换成模拟信号，进而控制电机转速，从而形成一个闭环系统，实现水位的计算机自动控制。9单容水箱控制系统的硬件设计1.1.电气原理图的设计1.根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。2.根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。对于每一部分的设计总是按主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、总体检查，反复修改与完善的步骤进行。3.绘制总原理图。按系统框图结构将各部分联成一个整体。4.正确选用原理线路中每一个电器元件，并制订元器件目录清单。本组对完整的电路图有明确的分工，本人组要设计加热器调压模块的

4、电路图设计如下图所示。9单容水箱控制系统的软件设计1.1.通信组态新建工程项目，然后选择设备，COM1。然后再工作区选择“新建”。双击，在设备配置向导—生产厂家、设备名称、通讯方式窗口中，选择“智能模块”。选择“串行”，逻辑名“下水箱”，如图3.1所示。图3.1逻辑名称选择“下一步”。然后设置串口号，依据计算机的通讯端口来选择。这个端口可以以后按照同样的步骤来更改。如图3.2所示。图3.2选着串口号9单击“下一步”，然后设置地址，首先设置内给定仪表，所以设定地址0，如图3.3。单击“下一步”，设置通讯参数，不需要改变任何参数。单击“完成”，就可以看到整个设

5、置的参数。1.1.变量组态选择工程浏览器左侧大纲项“数据库数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框。此对话框可以对数据变量完成定义、修改等操作，以及数据库的管理工作。在“变量名”处输入变量名pv。如图3.4所示。9如上述所做的步骤分别对SV，MV，p，i，d，等参数定义。PV是测量值，SV是设定值，MV是输出值。P是比例带，i是比例积分，d是比例微分。1.1.画面组态建立新工程项目：在运行组态王程序时，弹出组态王工程管理器画面，此时建立一个新工程，执行以下的操作步骤：（1）在工程管理器中选择菜单“文件/新建工程”，弹

6、出“新建工程向导一欢迎使用本向导”对话框。（2）点击“下一步”，弹出“新建工程向导二选择工程所在路径”对话框。从对话框中选择或指定工程所在路径，倘若用户需要更改工程路径，请单击“浏览”按钮；如果路径或文件夹不存在，请选择创建。（3）点击“下一步”，弹出“新建工程向导三工程名称和描述”对话框。往对话框中输入工程名称：水箱液位控制界面。（4）点击“完成”，再点击“是”，将新建的工程设为组态王当前工程，此时组态王工程管理器中出现新建的工程。（5）制作动态画面：按照实际工程的要求绘制监控画面，并使静态画面随着过程控制对象产生动态效果。（6）新建画面命名：单容水箱液

7、位控制，选择画面风格“大小可变”和“覆盖式”。单击确定后进入开发系统新画面进行设计。点击工具栏中的“打开图库”，选择需要的图素。从而的到如图3.5所示。9图3.5画面组态9调试1.1.单容水箱控制系统调试系统由模拟PID控制器和被控对象组成。PID控制器是一种线性控制器，它是根据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成控制偏差(4-1)将偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）通过线性组合可以构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。它的控制规律为(4-2)写成传递函数形式为(4-3)式中——比例系数；——积分时间常数；——微分时间常数；输入p=30

8、0.00，i=20.00，d=0.0调试可得到下图。91.1.液位