基于组态王的流量比值过程控制系统设计

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1、课程设计工业过程控制课程设计设计课题：基于组态软件的流量比值过程控制系统设计课程设计成绩：指导教师签名：年月日13课程设计工业过程控制课程设计任务书目录目录II1设计目的与要求11.1设计目的11.2设计要求12系统结构设计12.1控制方案12.2系统结构流程图23过程仪表选择33.1流量检测传感器33.2电动调节阀33.3过程模块44系统组态设计54.1组态图54.2组态画面64.3数据字典84.4应用程序94.5动画连接115结论126参考文献137致谢1313课程设计1设计目的与要求1.1设计目的通过某种组态软件，结合实验室已有设备，按照定

2、值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用单闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的流量比值单回路过程控制系统。1.2设计要求1.根据流量比值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.根据流量比值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，正确设计流量比值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。2系统

3、结构设计2.1控制方案根据设计要求，系统采用单闭环比值控制。在控制两种物料的比值系统中，起主导作用的物料流量称为主动量，跟随主动量而变化的物料流量称为从动量。设本系统中液体A为主动量，液体B为从动量。将从动量用一个闭环包括进去，而主动量开环。将液体A的流量y1通过比值控制器k作为闭环回路的输入量。所以从动量B的给定是ky1，因为y1开环，故y2要随着y113课程设计的变化而变化，即从动量B是一个随动控制系统。2.2系统结构流程图图2.1系统结构图上图为系统结构图。当打开液体A的阀门，流量检测传感器测出其流量值，经变送单元送至比值器，比值器的输出与

4、液体B流量测量变送送出的流量值相减，其偏差作为液体B流量控制器的输入值，控制器的输出用来控制调节阀，从而使液体B的流量得到了控制。这就使液体B的流量随液体A的流量变化而变化。其中液体A的电动调节阀是为了方便设置A的流量。流程图如图2.2图2.2系统流程图13课程设计3过程仪表选择3.1流量检测传感器本设计采用工业用的LDS-10S型电磁流量传感器，公称直径10mm，流量0～0.3m3/h，压力1.6Mpmax,4-20mA标准信号输出。可与显示，记录仪表，积算器或调节器配套。它的优点：1.采用整体焊接结构，密封性能好；2.结构简单可靠，内部无活动

5、部件，几乎无压力损失；3.采用低频矩形波励磁，抗干扰性能好，零点稳定；4.仪表反应灵敏，输出信号与流量成线性关系，量程比宽；流量转换器采用LDZ-4型电磁流量转换器，与LDS-10S型电磁流量传感器配套使用，输入信号：0～0.4输出信号：4～20mADC，允许负载电阻为0~750Ω，基本误差：输出信号量程的±0.5%。3.2电动调节阀采用电动调节阀对控制回路的液体的流量进行调节。采用德国PS公司进口的PSL202型智能电动调节阀，无需配伺服放大器，驱动电路采用高性能稀土磁性材料制造的同步电机运行平稳，体积小，力矩大，抗堵转，控制精度高。控制单元与

6、执行机构一体化，可靠性高、操作方便，并可与计算机配套使用，组成最佳调节回路。由输入控制信号4~20mA及单相电源即可控制运转实现对压力流量温度液位等参数的调节，具有体积小，重量轻，连线简单，泄漏量少的优点。采用PS电子式直行程执行机构，4~20mA阀位反馈信号输出双导向单座柱塞式阀芯，流量具有等百分比特性，直线特性和快开特性，阀门采用柔性弹簧连接，可预置阀门关断力，保证阀门的可靠关断防止泄漏。性能稳定可靠，控制精度高，使用寿命长等优点。13课程设计3.3过程模块采用牛顿7000系列远程数据采集模块作为计算机控制系统的数据采集通讯过程模块。牛顿70

7、00系列模块体积小，安装方便，可靠性高。D/A模块采用牛顿7024，四通道模拟输出模块，电流输出4~20mADC，电压输出1~5VDC，精度14位。使用7024模块的1通道I01作为可控硅的电压控制通道。A/D模块采用牛顿7017，八通道模拟输入模块，电压输入1~5VDC。使用7024模块的1通道IN1作为A流量信号检测输入通道，7024模块的2通道IN2作为B流量信号检测信号输入通道。通信模块采用牛顿7520。RS232转换485通讯模块。使用RS-232/RS485双向协议转换，转速为300~115200bps，可长距离传输。控制回路中电磁阀

8、的开关量输出模块采用牛顿7043，16通道非隔离集电极开路输出模块。最大集电极开路电压30V，每通道输出电流100mA，可直接驱动电磁阀