水箱温度控制系统毕业设计

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1、青岛滨海学院毕业设计前言工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。随着科学技术的不断发展，技术领域在探索中不断创新，如今采用自动化控制已成为企业获取更大利润的有利手段，在当今时代，自动控制技术的应用已随处可见，小到家用电器，大到工业生产，航天事业，科技发展使人们生活水平有了大大的提高。自动化控制的引入提高了企业生产的经济效益，从而对

2、推进我国工业的节能减排，增加产量起到重大的推动作用。但在控制过程中常常会受到各种因素的干扰使控制仪表无法运行在最佳状态。在我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。工业生产中采用的控制方法有很多，例如，PLC控制技术，单片机控制技术，PID调节控制等等。为了提高生产的经济效益，本文采用理论联系实际设计了水箱温度控制系统，是工业联系生产过程控制系统

3、的真实模拟与缩影。本装置可进行温度、压力、液位等多种系统以及调节器、调节阀、检测等单元的试验。文章中对水箱的温度控制系统的动特性在理论上进行深入的分析，并通过实验给于验证。3青岛滨海学院毕业设计1控制理论与过程控制系统的概述概括地说，控制论发展经过了三个时期：第一阶段是四十年代末到五十年代的经典控制论时期，着重研究单机自动化，解决单输入单输出（SISO-SingleInputSingleOutput）系统的控制问题；它的主要数学工具是微分方程、拉普拉斯变换和传递函数；主要研究方法是时域法、频域法和根轨迹法；主要问

4、题是控制系统的快速性、稳定性及其精度。第二阶段是六十年代的现代控制理论时期，着重解决机组自动化和生物系统的多输入多输出（MIMO-Multi-InputMulti-Output）系统的控制问题；主要数学工具是一次微分方程组、矩阵论、状态空间法等等；主要方法是变分法、极大值原理、动态规划理论等；重点是最优控制、随机控制和自适应控制；核心控制装置是电子计算机。第三阶段是七十年代的大系统理论时期，着重解决生物系统、社会系统这样一些众多变量的大系统的综合自动化问题；方法是时域法为主；重点是大系统多级递阶控制；核心装置是网

5、络化的电子计算机。过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有广泛的应用。20世纪50年代，过程控制主要用于使生产过程中的一些参量保持不变，从而保证产量和质量稳定。60年代，随着各种组合仪表和巡回检测装置的出现，过程控制已开始过渡到集中监视、操作和控制。70年代，出现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的多级计算机控制系统。80年代，过程控制系统开始与过程信息系统相结合，具有更多的功能。随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越复杂，为满足优质

6、、高产、低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，做为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。在现代工业控制中,过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30年代就已有应用。过程控制技术发展至今天,在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段,它们是：分散控制阶段,集中控制阶段和集散控制阶段。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分

7、重要的作用。目前，过程控制正朝高级阶段发展，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统(CIMS)3青岛滨海学院毕业设计：以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。1.1PID控制的概述和现实意义当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这

8、个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。　　PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。　　PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组