工业过程控制系统课程设计-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、工业过程控制系统课程设计设计课题：基于组态软件的流量单回路过程控制系统设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：中原路校区设计时间：课程设计成绩：签名：年月日指导老师签名：II工业过程控制课程设计任务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工程设计课题来源自拟题目指导教师王伟生主要内容通过组态软件，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

2、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2000[3]过程控制教材[4]辅导资料审查意见指导教师签字：年月日II目录1设计目的与要求11.1设计目的11.2设计要求12系统

3、结构设计22.1控制方案22.2系统结构33过程仪表选择33.1液位传感器33.2电磁流量传感器33.3电动调节阀43.4水泵43.5变频器43.6模块选择54系统组态设计64.1工艺流程图与系统组态图设计64.2组态画面74.3数据字典74.4应用程序84.5动画连接9总结10致谢11参考文献12附录A流量比值控制系统PID控制算法13附录BPID控制算法流程图14II1设计目的与要求1.1设计目的通过某种组态软件，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

4、序的流量单回路过程控制系统。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。152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（

5、见附录A和附录B），调节器为电磁阀，测量变送为HB、FT两个组成，被控对象为流量PV。结构组成如下图2.2所示。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。其整个流程图如图2.1所示。图2.1流量单回路控制系统流程图152.2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

6、图2.2.图2.2流量单回路控制系统框图3过程仪表选择3.1液位传感器液位传感器用来对上水为水箱的压力进行检测，采用工业的DBYG扩散硅压力变送器，本变送器按标准的二线制传输，喜爱用高品质低耗精密器件，稳定性、可靠性大大提高。可方便的与其他DDZ—3X型仪表互换配置，并能直接替换进口同类仪表。校验的方法是通电预热15分钟后，分别在零压力和满程压力下检查输出电流值。在零压力下调整量程电位器，使输出电流为4mA，在满量程压力下调整量程电位器，使输出电流为20mA。本传感器精度为0.5级，因为为二线制，故工作时需串24V直流电源。压力传感器用来对上水位水箱和中水位水

7、箱的压力进行检测，采用工业用的DBYG扩散硅压力变送器，0.5级精度，二线制4-20mA标志信号输出。3.2电磁流量传感器（1）流量传感器用来对电动调节阀的主流量和干扰回路的干扰流量进行检测。根据本试验装置的特点，采用工业用的LDS-10S型电磁流量传感器，公称直径10mm，流量0~.03m315/h,压力1.6Mpmax,4-20mA标准信号输出。可与显示，记录仪表，积算器或调节器配套。避免了涡轮流量计非线性与死区大的致命缺点，确保实验效果能达到教学要求。主要优点：1）采用整体焊接结构，密封性好；2）结构简单可靠，内部无活动部件，几乎无压力损失；3）采用低频

8、矩形波励磁，抗干扰性能好，零点稳定；4