毕业设计：基于组态软件的流量比值过程控制系统设计说明

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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比值过程控制系统设计院系名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：指导教师评语：签名：年月日学习好帮手......工业过程控制课程设计任务书学生姓名张善林专业班级自动0504学号20054280419题目基于组态软件的流量比值过程控制系统设计课题性质工程设计课题来源自拟题目指导教师李智强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比值单回路过

2、程控制系统。任务要求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。主要参考资料1.组态王软件及其说明文件2.邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社20003.过程控制教材4.辅导资料审查意见系（教研室）主任签字：

3、年月日学习好帮手......目录1绪论22设计目的23控制要求24控制方案及控制规律24.1控制方案24.2控制规律45工程仪表的选择55.1液位变送器55.2电动调节阀65.3变频器75.4水泵85.5模拟量采集模块95.6模拟量输出模块95.7通信转换模块95.8开关电源96系统组态设计96.1组态软件介绍96.2系统组态图106.3历史曲线116.4标记名字典11总结13参考文献14学习好帮手......1绪论在石油炼制，化工及其他工业生产过程中，要求两种或两种以上的物料按照一定的比例混合或参加反应，一旦物料的配比失调，就会严重影响产品

4、的产量和质量，有时还会引起事故。在工业生产上实现两个或两个以上物料符合一定比例关系的控制叫做比值控制系统，通常把保持两种或几种物料流量为一定比例关系的系统称为流量比值控制系统。在需要保持比值关系的两种物料中，必有一种物料处于主导地位，该物料一般为贵重或者流量不可控制的，这种物料称之为主物料，表示这种物料的变量称为主动量，在流量比值控制系统中主动量也称主流量，用G1表示；另一种物料按照主流量进行配比，在控制过程中随主流量而变化，因而称为从物料，表征其特征的变量称之为从动量，用G2表示，在流量比值控制系统中也称之为副流量。一般情况下，总以生产中的

5、主要物料为主流量，或者以不可控物料作为主流量，用改变可控物料及副流量来实现它们之间的比值关系。2设计目的（1）加深对过程控制系统基本原理的理解和对过程仪表的实际应用能力。（2）培养运用组态软件和计算机设计过程控制系统的实际能力。3控制要求（1）能根据具体对象及控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。（2）能够根据过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用模块。（3）能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）能运用组态软件，正确设计过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。4控制方案

6、及控制规律4.1控制方案学习好帮手......单闭环流量比值控制系统，图2.1为单闭环流量比值控制方案，由副流量的控制部分看，是一个随动的闭环控制回路，而主流量的控制则是开环的。图2.2所示，主流量G1经过比值运算后使输出信号与输入信号成一定比例，并作为副流量调节器的设定信号值。在稳定状态下，主流量和副流量满足工艺要求的比值，即K=G2/G1为一常数，当主流量负荷发生变化时，其流量信号经过变送器到比值器，比值器则按预先设定好的比值使输出成比例的变化，即成比例的改变了副流量调节器的设定值，则G2经过调节作用自动跟随G1变化，使得在新稳态下比值K

7、保持不变，当副流量由于扰动作用而改变时，因为主流量不变，即FC调节器的设定值不变，这样，对于副流量的扰动，闭合回路相当于一个定值系统加以克服，使工艺要求的流量比值不变。图4.1流量单闭环比值控制系统流程图学习好帮手......图4.2流量比值控制系统方框图单闭环比值控制系统的优点是不但能实现副流量跟随主流量的变化而变化，而且可以克服副流量本身干扰对比值的影响，因此得到广泛的使用，尤其适用于主流量在工艺上不允许进行控制的场合。4.2控制规律流量比值控制系统采用的为PID控制规律，PID控制是比例－积分－微分的简称。在工业生产工程自动控制的发展历

8、史中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。PID算法具有如下优点：（1)原理简单，使用方便；（2)适应性强；（3)鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的