过程控制系统课程设计论文设计.doc

《过程控制系统课程设计论文设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大学城市科技学院课程设计报告课程名称：过程控制系统及其应用设计题目：单容敞口槽液位控制系统设计院系：电气信息学院班级：电气(1)班姓名：凯学号：20080099指导教师：运树设计时间：2011年12月《自动化仪表与过程控制课程设计》任务书课程设计题目单容敞口槽液位控制系统设计及仿真研究学院电气学院专业电气工程年级2008级已知参数和设计要求：某生产过程中有一圆柱形敞口储液槽，截面直径为10m，高为10m，生产运行过程中额定出口流量为80m3/min。由恒压母管供给液料，采用调节阀控制供给液料的流量。设计液位控制系统，要求如下：1、液

2、位稳定在储液槽高的90%数值上；2、在出口流量变化幅度为额定值的20%时，液位波动不超过稳定值的5%；3、生产过程中液料不能溢出，液位不能低于储液槽高的20%。学生应完成的工作：1、查阅相关文献资料，对工艺过程进行详细描述，画出控制工艺流程图，建立控制对象的数学模型；2、通过分析比较，选择设计控制系统方案，确定被控制量和控制量，对系统扰动进行分析，提出解决办法，画出控制系统结构框图；3、选择变送器，调节器，调节阀等检测控制仪表的型号，编写控制设备清单；4、根据对象特性和控制要求设计控制算法；5、对控制系统进行仿真研究，验证设计的正确

3、性，通过仿真对设计参数进行调整，以满足指标要求6、对设计过程进行总结，写出详细的设计说明书。目前资料收集情况（含指定参考资料）：1、过程控制系统设计资料2、过程控制系统工程设计黄正慧等3、过程控制工程手册周春辉等4、自动化仪表手册自动化仪表手册编写组5、石油化工自动控制设计手册石油化工自动控制设计手册编写组课程设计的工作计划：1、下达任务，安排分组0.5天2、查阅资料，熟悉过程控制系统设计过程3天3、熟悉控制对象工艺要求，建立动态模型1天4、控制系统方案选型论证，绘制系统结构图3天5、过程控制仪表选型，列出设备表2天6、设计控制系统

4、控制参数2天7、控制系统仿真研究，对控制参数进行修正2天8、编写设计说明书1.5天任务下达日期年月日完成日期2011年12月18日指导教师（签名）学生凯（签名）目录第一章过程控制仪表课程设计的简述和目的31.1过程控制的简述31.2课程设计的目的3第二章单容水箱液位控制系统建模42.1液位控制的实现42.2被控对象42.3水箱建模4第三章相关参数要求和检测仪表型号的选择83.1参数要求83.2仪表型号的选择9第四章液位控制系统中PID算法控制104.1PID原理10第五章总体设计方案115.1设计思想及说明125.2总体设计流程图1

5、2第六章软件设计136.1软件设计流程图及其说明14第七章总结和体会15第八章参考文献16第一节过程控制仪表课程设计的简述和目的1.1过程控制的简述过程控制是自动技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到了广泛应用。尤其是液位控制技术在现实生活、生产中发挥了重要作用，比如民用水塔的供水，如果水位太低，则会影响居民的生活用水；工矿企业的排水与进水，如果排水或进水控制得当与否，关系到车间的生产状况；锅炉汽包液位的控制，如果锅炉液位过低，会使锅炉过热，可能发生事故；精流塔液位控制，控

6、制精度与工艺的高低会影响产品的质量与成本等。在这些生产领域里，基本上都是劳动强度大或者操作有一定危险性的工作性质，极容易出现操作失误，引起事故，造成厂家的的损失。可见，在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响到工厂的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数。所以，为了保证安全条件、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。在本设计中以液位控制系统的水箱作为研究对象，水箱的液位为被控制量，选择了出水阀门作为控制系统的执行机构。针对过程控制试验台中液位控制系统装置的特点，建立了基于VisualBasic语言的PID液位控制

7、模拟界面和算法程序。虽然PID控制是控制系统中应用最为广泛的一种控制算法。但是，要想取得良好的控制效果，必须合理的整定PID的控制参数，使之具有合理的数值1.2课程设计目的本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习容的综合应用。其目的在于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。课程设计的主要任务是设计工业生产过程经

8、常遇到的液位控制系统，使学生将理论与实践有机地结合起来，有效的巩固与提高理论教学效果。通过课程设计，可以使我们针对典型的工业控制对象，实现水箱液位的串级控制。从而使我们了解水箱液位串级控制系统组成原理，加深对串级控制这一复杂控制方法的