基于组态软件的流量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题目:基于组态软件的流量单回路过程控制课程设计设计成绩：指导教师：本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。1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流量单回路过程控制系统设计课题性质必修课题来源自拟题目指导教师主要内容通过某种组态软件，结合实验室已有设备，按照定值系统的控制要求，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单回路过程控制系统。任务要求1.根据流量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.根据流量单回

2、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］陈夕松，华成英．过程控制系统[M]．北京：科学出版社，2006［2］邵裕森．过程控制工程[M]．北京：机械工业出版社，2000［3］姜重然．工控软件组态王简明教程[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007审查意见指导教师签字：年月日13摘要过程控制就是对工业生产过程的自动控制，它采用测量仪表、

3、执行机构和计算机等自动化工具设计控制系统实现生产过程自动化。流量单回路控制系统就是采用计算机、传感器等设备对水箱的水位进行控制使其带到预期的状态。组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。关键词：过程控制工业流量组态王13目录1课程设计的目的及要求41.1设计目的41.2设计要求42系统结构设计52.1控制方案52.2系统结构63过程仪表选择63.1电动调节阀63.2水泵63.3液位传感器73.4变频器73.5模块选择73.6电磁流量传感器84系统组态设计84.1组态王介绍84.2组态画面95单回

4、路控制系统PID控制算法10设计心得12参考文献13131课程设计的目的及要求1.1设计目的本课程是在学完《工业过程控制》课程后的一个应用性实践环节。通过本课程设计的训练，学生应对过程控制工程设计的概念有完整地了解，同时培养学生综合应用基础课、专业课所学知识与工程实际知识的能力。通过对过程控制系统的分析与设计，获得面向工业生产过程系统分析与设计的实践知识，初步掌握过程控制系统开发和应用的技能。通过某种组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制程序的流量单回路过程控

5、制系统。1.2设计要求(1)根据流量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，正确设计流量但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。132系统结构设计2.1控制方案整个过程控制系统由控制器、调节器、测量变送、被控对象组成。在本次控制系统中控制器为计算机，采用算法为PID控制规律，调节器为电磁阀，测量变送为HB、

6、FT两个组成，被控对象为流量PV。结构组成如下图2.1所示。图2.1结构组成图当系统启动后，水泵开始抽水，通过管道分别将水送到上水箱和下水箱，由HB返回信号，是否还需要放水到下水箱。若还需要（即水位过低），则通过电磁阀控制流量的大小，加大流量，从而使下水箱水位达到合适位置；若不需要（即水位过高或刚好合适），则通过电磁阀使流量保持或减小。其整个原理图如图2.2所示。13图2.2系统原理图2.2系统结构过程控制系统由四大部分组成，分别为控制器、调节器、被控对象、测量变送。本次设计为流量回路控制，即为闭环控制系统，如下图2.3图2.3液位单回路控制系统框图3过程仪表选择3.1电

7、动调节阀电动调节阀对控制回路流量进行调节。采用德国PSL202型智能电动调节阀，无需配伺服放大器，驱动电机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。控制单元与电动执行机构一体化，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。有输入控制信号4-20mA及单相电源即可控制与转实现对压力流量温度压力等参数的调节，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，