水箱液位控制系统

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1、.过程控制综合训练课程报告16—17学年第二学期课题名称基于PLC和组态王的系统姓名学号班级成绩......水箱液位控制系统[摘要]在工业生产过程中,液位贮槽如进料罐、成品罐、中间缓冲器、水箱等设备应用十分普遍,为了保证生产正常进行,物料进出需均衡,以保证过程的物料平衡。因此,工艺要求贮槽内的液位需维持在给定值上下,或在某一小范围内变化,并保证物料不产生溢出。例如,锅炉系统汽包的液位控制,自流水生产系统过滤池、澄清池水位的控制等等。根据课题要求,设计一个单容水箱的液位过程控制系统,该系统能对一个单容水箱液位的

2、进行恒高度控制。关键词:过程控制液位控制PID控制Abstract:Intheprocessofindustrialproduction,liquidstoragetanksuchasproductcans,buffer,tanksandotherequipmentsarewidelyused.Inordertoensurethenormalproduction,materialsupplyanddemandmustbebalancedtoguaranteetheprocessoftheproduction.

3、So,theprocessrequiresthattheliquidlevelinthetankshouldbemaintainedatagivenvalue,orchangeinasmallrange,andensurethatthematerialdoesnotoverflow,forinstance,systemofboilerdrumlevelcontrol,levelcontroloffilterpoolandclarificationpoolofself-flowingwaterproductio

4、nsystemandsoon.Accordingtotherequirementofproject,weneeddesignaliquidlevelprocesscontrolsystemforasingletankwhichmaketheliquidlevelontheconstantheight.Keywords:ProcessControlLiquidLevelControlPIDControl......一、系统建模如图所示,单容液位过程只有一个储液箱。流入量为Q1,由进水阀的开度μ控制Q1的大小;流

5、出量为Q2,随下游工序的需要而变化,其大小由出水阀的开度控制;在出水阀开度不变的情况下,液位h越高,储液箱静压越大,流出量Q2越大。下面分析进水阀的开度μ与液位h之间的动态关系,建立该单容水箱的数学模型。图1-1单容水箱模型根据动态物质平衡关系可得:其中设稳态时变量为:各变量相对稳态的增量为:......由的增量形式可得:得到:令则有取拉氏变换得:由上述可知,单容水箱系统为一阶惯性系统,其中时间常数T是表征液位过程响应快慢的重要参数。二、系统设计2.1系统总体设计......恒液位水箱控制系统是一个闭环负反馈

6、控制系统,将给定输入和实际输出相比较,得到的误差经PID控制器计算后送给D/A,经过D/A转换后得到0~10V的电压来控制变频器的频率,以此来控制电动调节阀的开度达到控制液位的目的。液位经过传感器转换成4~20mA的电流信号在经过A/D转换反馈至输入端,这样就形成了一个闭环控制系统,当液位过高时,控制输出减小,当液位过低时,控制输出增大,以此来达到恒液位控制。图2-1液位控制系统总体框图2.2D/A模块设计2.2.1端子接线本模块采用电压输出方式,故接线图如图2-2所示。图2-2D/A模块端子接线图图2-3输

7、入输出特性其输入输出特性如图2-3所示,当输入数字范围为0~4000时,输出模拟电压为0~10V,且成线性关系。2.2.2编程设计......图2-4D/A转换程序如图2-4所示,首先将D10寄存器中的数值传到辅助继电器(M100~M115)中,然后写低8位数据并保持,接着写高4位数据并保持,最后执行D/A转换,输出0~10V电压。2.3变频器设置2.3.1接线因为本次设计只用到了正转功能,所以只连接了STF端和COM端,电压输入并联在2和5端口来控制频率输出。接线图如图2-5所示。图2-5变频器接线图2.3

8、.2变频器参数设置......参数79可以用来设置变频器运行模式,其中79-1为固定PU运行模式,即所有指令通过控制面板输入;79-2为固定外部运行模式,即所有指令通过外部输入;79-3为组合运行模式1,启动指令通过外部控制,而频率通过面板上的旋钮来控制;79-4为组合运行模式2,其启动指令通过控制面板上的RUN来发出,而频率则通过外部模拟量来控制,如图2-6所示。本次设计采用79-2固定外部运行模

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