最新单闭环流量定值控制系统设计分解课件PPT.ppt

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1、单闭环流量定值控制系统设计分解设计目的1．了解单闭环流量控制系统的结构组成与原理。2．掌握单闭环流量控制系统调节器参数的整定方法3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。4．研究P、PI、PD和PID四种控制分别对流量系统的控制作用。实验原理被控量为电动调节阀支路（也可采用变频器支路）的流量，实验要求电动阀支路流量稳定至给定值。将涡轮流量计FT1检测到的流量信号作为反馈信号，并与给定量比较，其差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制管道流量的目的。硬件设计1.流量模拟转换器：Lwa-11----

2、------传感器及检测装置输出4-20mA量程0.2-1.2/h系数85268817P/LS/N:11081412.QS智能型电动调节阀--------------控制器及执行器产品型号：QSTP-16K公称通径20mm公称压力1.6MPa介质温度200摄氏度信号：4---20mADC行程16mm3.磁力驱动循环泵-------------提供驱动动力型号：16CQ-8P380V50HZ扬程8m流量30L/min转速2800r/min功率0.18kw4.涡轮流量计----------传感器检测及反馈装置涡轮流量

3、计主要用于测量管道流量的测量，并将测量值变换为标准电压电流信号传至s7-200plc模拟量输入模块硬件设计2被控对象包括：涡轮流量计、流量模拟转换器、电动调节阀、三相磁力泵、水箱、管道等，涡轮流量计主要用于测量管道流量的测量，并将测量值变换为标准电压电流信号传至s7-200模拟量输入模块电动调节阀为执行机构，用于接收模拟量输出模块输出的标准电压电流信号，并通过改变阀门的开度来改变管道流量的大小。三相磁力泵用于提供水流动所需的动力和克服水流于管道、阀门、弯头之间的摩擦力。plc模拟量输入模块接收到流量模拟转换器所测

4、得的流量值，将其传至主控单元，主控单元将测量值与设定值进行比对，计算出输出值，经其模拟量输出模块将计算出的输出值输出至电动调节阀。软件设计采用西门子公司的S7-200系列整体式PLC实现自动控制。CPU模块采用CPU224，AC/DC/继电器，模块，该模块采用交流220V供电。根据对流量定值控制系统的分析，采用CPU224，它集成14输入/10输出点，共计24点的I/O存储容量大，具有7个扩展模块，最大可扩展为168个点数字量或者35路模拟量的输入和输出点，有内置时钟，它有更强的模拟量和高速计数的处理能力，存储容

5、量也进一步增加，是使用的更多的S7-200产品。功能扩展模块EM235具有四路模拟量输入，1路模拟量输出plc主程序子程序组态王的简介组态王软件设计组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是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。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。组态软件的功能和特点可归纳如下：概念简单，易于理解和使用；功能齐全，便于方案设计；实时性与并行处理

6、；建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行；利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面；引入“运行策略”的概念。使用组态王1.双击图标，启用组态王工程管理器，选择"菜单/新建"，新建工程。2.点击“下一步”，给指定的设备唯一的逻辑名称。3.单击“下一步”，给设备“选择串口”。4.单击“下一步”，给设备设置“设置地址指南”。5.单击“下一步”，设置“通信参数”。6.单击“下一步”，设置“设备安装向导，信息总结”。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设“PLC”。在定义数

7、据库变量时，只要把I/O变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。构造数据库（定义变量）在构造数据库时，选择工程浏览器左侧大纲项“数据库”，　　　在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框在“变量名”处输入变量名。如：a；在“变量类型”处选择变量类型如：内存实数，其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。如下图所示动画链接程序至此结束。运行调试初始画面PID调整SV=20，P=5，I=20，D=0SV=10，P=5，I=20，D=0SV=8，P=4，I=9999，D=0SV=8，P=

8、4，I=30，D=3SV=16，P=2，I=9999，D=0实验理想结果sv=5，p=5，I=20,D=0控制规律的确定1.比例（P)调节:纯比例调节器是一种最简单的调节器，它对控制作用和扰动作用的响应都很快速。由于比例调节只有一个参数，所以整定很方便。这种调节器的主要缺点是使系统有静差存在.2.比例积分调节（PI):PI调节器的积分部分能使系统的类型数提高，有利于消除静