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工业过程控制.doc
文档介绍:
工业过程控制课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目基于组态软件的压力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课题指导教师熊新民主要内容选择一种合适的组态软件,使用实验室现有的过程控制设备,结合压力单回路过程控制系统的控制要求和设计原则,合理选用PID控制规律,设计一个组态功能合理,画面美观,组态控制程序完善的压力单回路过程控制系统。任务要求1.根据压力单回路过程控制系统的具体被控对象和控制要求,正确选用过程仪表,独立设计压力单回路控制系统控制方案。2.按说明书正确安装过程仪表和有关模块,并完成系统接线。3.运用组态软件,合理设计压力单回路过程控制系统的组态画面,编写组态控制程序。4.分步投运系统,正确调整系统参数,使系统达到预期性能。5.提交包括上述内容的课程设计报告。主要参考资料[1]过程控制系统.陈夕松,汪木兰.北京:科学出版社,2005[2]过程控制工程.邵裕森.北京:***出版社,2000[3]InTouchHMI9.5应用程序开发基础课程,Wonderware公司,2006[4]过程可视化组态软件InTouch应用技术.马正午,周德兴.北京:***出版社,2006审查意见系(教研室)主任签字:年月日目录1设计目的与设计要求 11.1设计目的 11.2设计要求 12系统结构设计 12.1控制方案 12.2系统结构流程图 22.3控制规律选择 22.4PID控制算法流程图 23.过程仪表选择 33.1压力传感器 33.2变频器 43.3过程模块 43.4电动调节阀 53.5其他设备 54系统组态设计 54.1组态图 64.2组态画面 64.3数据词典 74.4应用程序 94.5动画连接 104.6趋势曲线 125结论 146参考文献 157致谢 151设计目的与设计要求1.1设计目的学会运用组态软件“组态王KingView6.53”,并结合工业过程实验室已有设备,按照定值系统的控制要求,应用PID算法,自行设计,构成压力单回路控制系统,并整定现相关的PID参数以使系统稳定运行,最终得到一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的压力单回路控制系统。1.2设计要求本系统利用变频器水泵对管道压力进行控制,使用组态软件实现控制监控,采用合理的PID控制规律,使管道的压力稳定在额定值附近,以达到整体系统稳定运行的效果。压力的测量范围为0—0.1Mpa,测量精度<2%,从而达到控制管道压力的目的。2系统结构设计2.1控制方案根据控制要求,压力单回路控制系统的控制参数是管道的压力,测量便使用压力传感器,被控参数是变频器的功率,控制器是计算机,执行器是变频器水泵,所以压力单回路控制系统的结构框图如图2.1所示。图2.1压力单回路系统结构框图2.2系统结构流程图根据系统组成框图和组成的仪表单元,得到系统流程图如图2.2所示。图2.2系统流程图2.3控制规律选择根据压力单回路控制系统的原理,为了取得较好的控制效果,本系统采用PID位置控制算法,其控制算式如下:u(k)=u(k-1)+KP(1++)e(k)-KP(1+)e(k-1)+KPe(k-2)=u(k-1)+a0e(k)-a1e(k-1)+a2e(k-2) a0=KP(1++)a1=KP(1+)a2=KP上式算式中,KP为比例系数,TI为积分时间,TD为微分时间,以u(k)作为计算机的当前输出值,以sp作为给定值,pv作为反馈值即AD设备的转换值,作为偏差。2.4PID控制算法流程图PID控制算法流程图如图2.3所示。图2.3PID控制算法流程图3.过程仪表选择3.1压力传感器压力传感器用来对管道中的压力进行检测,采用工业用的DBYG扩散硅压力变送器,本变送器按标准的二线制传输,4—20mA标准信号输出,采用高品质、低功耗精密器件,稳定性、可靠性大大提高。可方便地与其他DDZ-ⅢX型仪表互换配置,并能直接替换进口同类仪表。检测方法是通电预热15分钟后分别在零压力和满程压力下检查输出电流值。在零压力下调整零电位器,使输出电流为4mA,在满程压力下调整量程电位器,是输出电流为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。3.2变频器三菱FR-S520变频器,4-20mA控制信号输入,可对流量或压力进行控制,该变频器体积小,功耗小,功能也非常强大,运行稳定安全可靠,操作方便,寿命长,可外加电流控制,也可通过本身旋钮控制频率。可单相或三相供电,频率可高达200Hz。3.3过程模块采用牛顿7000系列远程数据模块作为计算机控制系统的数据采集通讯过程模块。牛顿7000溪流模块体积小,安装方便,可靠性高。D/A模块采用牛顿7024,四通道模拟输出模块,电流输出4—20mADC,电压输出1—5VDC,精度14位。使用7024模块的1通道I01作为可控硅的电压控制 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.