课程设计（大型作业）任务书_3811

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1、上海电力学院课程设计（2009/2010学年第一学期）课题名称基于MCGS的1号机1#水箱水位监控系统设计（回路控制部分）课题代码1203241院（系）电自学院信控系专业自动化班级2006033学生李梦芸20061637时间2009年12月3日~2010年1月22日老师签名：教研室主任（系主任）签名：一、设计目的通过对水位监控系统的设计和试验，掌握组态软件的应用，以及计算机监控系统的基本组成和实现方法。二、要求及组织形式Ø设计内容：1号机1#水箱水位监控系统控制回路部分设计。Ø设计要求：利用MCGS组态软件设计出能够实现水箱水

2、位监控的应用程序，其中主要实现能够实现单回路控制功能，要求采用相应的数字PID算法，并且能够修正PID控制参数，实验完成PID参数的整定，进而采用改进型的PID控制算法，达到理想的控制效果。Ø组织形式：与同组的其他5位同学共同完成一个设计任务，每人独立实现一部分，完成后是一个完整的软件组态程序，并能够实现相应功能。三、系统概况描述：　串联双容水箱在工业过程控制中应用非常广泛。在串联双容水箱水位的控制中，进水首先进人第一个水箱，然后通过第二个水箱流出，与一个水箱相比，由于增加了一个水箱，使得被控量的响应在时间上更落后一步，即存在

3、容积延迟，从而导致该过程的难以控制。串级控制是改善调节过程动态性能的有效方法，由于其超前的控制作用，可以大大克服系统的容积延迟。采用两步整定法，通过MCGS组态软件对整定过程及曲线进行实时监控，直至达到主、副回路的最佳整定参数。串联双容水箱系统的流程图工艺流程如图1所示。图1中，采用水泵作为输送源，把储水槽中的水抽到高位水箱，通过电动凋节阀的作用，可以调节进水量，再通过手动阀可以将水从高位水箱送人低位水箱，使低位水箱的液位保持在一定的高度。在整个工作过程中，均有相应的仪表对高位水箱和低位水箱的液位进行检测和控制。四、设计步骤;

4、Ø组态过程及参数设置：1、设计PID参数用户窗口，如图：1、定义参数变量：KpTiTdhighhigh1high2dx,如图：2、将数值输入属性与参数一一对应1、设计PID运行策略，新增PID循环策略，编辑PID运行脚本：运行脚本程序如下：high=水箱1设定值-水箱1水位IFhigh<=0.5ANDhigh>=-0.5THEN阀门1自动=阀门1自动ELSEIFTi<>0THENdx=Kp*((high-high1)+1/Ti*high+Td*(high-2*high1+high2))ELSEdx=Kp*((high-high

5、1)+Td*(high-2*high1+high2))ENDIFhigh2=high1high1=high阀门1自动=阀门1自动+dxENDIF六、设计小结在本次课程实践中，我负责的是PID参数整定部分，起初我做的是双容水箱的PID液位控制系统，事先在MATLAB中调试整个控制回路的参数整定后，再在设备窗口中直接设定了PID主回路和副回路的参数，但结果发现脚本程序较难实现，后放弃了双回路控制系统，改做回路PID控制。并且可以在主界面上，直接调试PID参数，使其操作简单、快捷、直观。注意细节是PID的启动条件是：手自动切换为自动

6、操作。此时PID控制起作用。可以直观的从主画面上看到水位自动条的水位高度。在本次课程实践中，我们小组6人先分开做自己那部分，对组态软件有了基本的了解，并在之后的几天中集中讨论各自制作的心得体会，在相互交流中，发现问题，并解决问题。在第一次去实验室的过程中，发现了实际运行的疏漏及差错，集体讨论方案后，做细节调整。总之这次的小组合作是次非常成功的一次小组实验，通过大家的齐心努力将系统不断的尽善尽美，达到最好效果。