测控系统综合课程设计

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1、测控系统综合设计题目基于组态的A3000流量监控系统设计专业自动化（计算机测控）学生姓名马健班级B自动化093学号0910603314完成日期2012.12.19盐城工学院电气学院15内容提要本设计对多种器件进行了综合运用，运用了测控和仪器仪表，智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等仪器，都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能，使设计达到可以基于组态的A3000使用变频器进行流量监控系统的设计。结合了A3000现场系统、智能仪表控制系统等硬件和组态控制软件技术完成此测控系统综合设计。A3000高级过程控制实验系统独

2、创现场系统概念，而不是对象系统。现场系统包括了实验对象单元、供电系统、传感器、执行器(包括电动调节阀、变频器及调压器)、以及半模拟屏，从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。现场系统包括三个水箱，一个大储水箱，一个锅炉，一个工业用板式换热器，两个水泵，大功率加热管，滞后时间可以调整的滞后系统，一个硬件联锁保护系统。传感器和执行器系统包括5个温度、3个液位、1个压力，1个电磁流量计，1个涡轮流量计，1个电动调节阀，两个电磁阀，2个液位开关。随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、

3、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”15，也就是智能仪器。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（DistributedControlSystem简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术不断发展和应用的过程中，PC（包括

4、工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。15目录一、1、设计目的和意义……………………………………………………32、主要功能……………………………………………………4二、1、测控对象分析……………………………………………………52、系统设计……………………………………………………73、原理介绍

5、……………………………………………………8三、1、系统硬件选择……………………………………………………92、软件设计……………………………………………………103、电气接线……………………………………………………114、系统组态仿真结果……………………………………………………12四、设计体会……………………………………………………14五、参考文献……………………………………………………1515一、1、设计目的和意义本次课程设计是为《测控系统综合设计》课程而开设的综合实践教学环节，是对《测控技术与系统》、《自动控制理论》、《工控机与组态软件控制技术

6、》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。本设计主要是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生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，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。（1）、了解单闭环流量控制系统的结构组成与原理。（2）、掌握变频器操作方法，了解变频器调速原理和意义。（3）、掌握单闭环流量控制系统调节

7、器参数的整定方法。（4）、测量变频器输出速度和水泵流量特性。（5）、研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。（6）、研究P、PI、PD和PID四种控制分别对流量系统的控制作用。2、主要功能15很多液压系统对流量都有控制要求，常用的流量控制方法是使用流量调节阀，变量泵来对系统流量进行控制。随着变频器技术的发展和应用，人们认识到利用变频器控制电动机转速来调节定量泵的流量也是一种很好的流量控制手段。变频调速以其优良的控制性能和高效的节能优点在工业领域和民用领域得到了广泛的应用和发展。变频调速是公认的最为理想，最有发展前景的调速方式之一。随着计

8、算机，可编程控制器以及其他智能控制设备在控制领域的广泛应用，诞生了大量基于各种总线和通信协议的通信方式。变频器通过调节电动机的转速可以控