液位闭环反馈控制系统设计

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1、本科生课程设计（论文）过程控制系统课程设计（论文）题目：液位闭环反馈控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化093学号：09030209学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：12.6.25--12.7.6本科生课程设计（论文）本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化学号090302091学生姓名赵霖专业班级自动化093设计题目液位闭环反馈控制系统设计课程设计（论文）任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能设计一个液位闭环反馈控制系统。在工业生产中经常要对储罐、反应器等密闭容器的液位进

2、行控制，为了能够精确控制液位高度，保证正常生产，要求设计液位闭环反馈控制系统，能抑制流量波动，且系统无余差。设计任务及要求1、确定控制方案并绘制工艺P&ID图、系统框图；2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数；3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；4、若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及程序流程图；5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数测量范围：20～100cm；控制精度：±0.5cm；控制液位：80cm；最大偏差：1cm；工作计划1、布置任务，查阅

3、资料，理解掌握系统的控制要求。（2天，分散完成）2、确定系统的控制方案，绘制P&ID图、系统框图。（1天，实验室完成）3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号。（2天，分散完成）4、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式。（实验室1天）5、仿真分析或实验测试、答辩。（3天，实验室完成）6、撰写、打印设计说明书（1天，分散完成）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：指导教师签字：总成绩：年月日19本科生课程设计（论文）摘要锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。因为现代锅炉的特点之一就

4、是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞。无论满水或缺水都会造成事故，因此，必须严格控制水位在规定范围之内。汽包水位的控制中，主要的目的是以汽包水位为被控变量，以调节给水流量为控制手段。同时，由于汽包水位不仅受锅炉侧的影响，也受到汽轮机侧的影响，当锅炉负荷变化或汽轮机用汽量变化时，给水控制都应能限制汽包水位只在给定的范围内变化。对汽包水位控制大多采用常规PID控制方式,常用的汽包水位

5、控制方式有单冲量、双冲量及三冲量控制。单冲量单纯采用流量控制的负反馈回路对于汽包液位波动较大的情况液位会产生很大的波动不符合控制参数要求；双冲量采用前馈反馈的控制模式，在对给水系统中的水压等干扰因素造成的波动不能及时抑制。三冲量控制系统能及时克服负荷(蒸汽量)和给水流量的干扰作用，调节精度较高，适用于汽包容积较小、负荷和给水干扰较大的场合。本文将引入锅炉汽包水位双冲量控制。关键词：汽包水位；三冲量；PID控制19本科生课程设计（论文）目录第1章绪论4第2章课程设计的方案及论证52.1提出方案52.2总体方案论述7第3章系统设计及器件组成83.1三冲

6、量控制系统原理83.2硬件设计93.2.1液位变送器的选择93.2.2压力传感器与变送器选择103.2.3执行器的选择103.2.4控制器的选择113.2.5控制器的作用方式113.2.6阀的开闭选择形式113.3软件设计113.3.1PID对控制的影响113.3.2PID控制器的参数调整123.4给水调节对象的动态特性13第4章系统仿真及设计14第5章课程设计总结18参考文献1919本科生课程设计（论文）第1章绪论“控制”是一种很常见的概念，人们生活中也随处可见。事实上，自然界中的万事万物都相互支配，相互制约，彼此之间都受到不同程度的控制。在自动

7、控制中，“控制”是为了克服各种扰动的操作，达到预期目标，对生产过程（或系统）中的某一个或一些物理量进行的操作。如：生活中对空调、电视；工业上对电机、水箱等的控制。所谓自动控制系统就是在无人直接参与情况下，通过外加的设备或装置（控制器），使机器、设备或过程（被控量）自动按照规定的要求进行。与其他自动控制系统比较，工业生产过程有许多特点，过程控制系统由过程检测，变送和控制仪表，执行装置等组成。过程控制是通过各种类型的仪表完成对过程变量的检测，变送和控制，并经执行装置作用于生产过程。它也具有非线性、时变、时滞及不确定性等特点。工业生产过程的控制方案有多样

8、性。由于工业过程多样性，为适应被控过程的特点，控制方案也具有多样性。除去控制方案多样性，实施过程控制的手段也具有多样性，尤