郭鹏 水塔温度控制系统

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1、吉林工业职业技术学院毕业论文毕业论文水塔温度控制系统郭鹏吉林工业职业技术学院2013年吉林工业职业技术学院毕业论文毕业论文水塔温度控制系统学生姓名：郭鹏专业班级：自动化3102班32号指导教师：刘南王景芝完成日期：2013年1月3日星期四吉林工业职业技术学院JilinVocationalCollegeofIndustryandTechnology毕业论文声明本人郑重声明：毕业论文及毕业设计工作是由本人在指导教师的指导下独立完成，尽我所知，在完成论文时利用的一切资料均已在参考文献中列出。若有不实之处，一切后果均由本

2、人承担（包括接受毕业论文成绩不及格，不能按时获得毕业证书等），与毕业论文指导老师无关。论文题目：水塔温度控制系统专业班级：生产过程自动化3102班作者签名：郭鹏日期：2013-1-3摘要化工自动化控制技术是综合运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对化学工业生产过程实现检测、控制、优化达到增加产量，提高质量、降低消耗、确保安全的一种综合性技术，现已成为衡量化学工业现代化水平的重要标志是之一。本论文以水塔温度为例介绍了化工自动化控制技术在控制过程中的应用，并对其发展前景进行了展望。关键词：水塔温度：控制方案

3、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）目录第1章水塔温度控制系统设计方案01.1系统设计方案概述01.2水塔温度串级控制系统仿真2第2章水塔温度控制系统硬件设计32.1系统对象特性设计32.2系统检测回路设计32.3控制器设计52.4执行器选择72.5参数整定………………………………………………………………………9第3章水塔温度控制系统软件设计103.1程序设计113.2温度控制算法程序设计9第4章设计结论11参考文献12119辽宁工业大学课程设计说明书（论文）第1章水塔温度控制系统设计方案1.1系统设计方案概述本次

4、设计采用串级控制系统对水塔温度进行控制。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，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。串级控制系统是两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。此系统改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量，能迅速克服进入副回路的二次扰动，提高了系统的工作频率，对负荷变化的适应性较强。串级控制系统工程应用场合如下：（1）应用于容量滞后较大的过程。（2）应用于纯时延较大的过程。（3）应用于扰动变化激烈而且幅度大

5、的过程。（4）应用于参数互相关联的过程。（5）应用于非线性过程。正因为串级控制系统具有上述特点，所以本次设计采用串级控制系统对锅炉汽包温度进行控制。采用单片机作为主控制器，水塔温度为主被控对象，上水的流量为副被控对象，电磁阀为执行器，利用AD590传感器检测水塔温度，利用流量传感器检测上水流量。水塔温度串级控制系统框图如图1.1所示，系统原理图如图1.2所示。图1.1水塔温度串级控制系统框图119辽宁工业大学课程设计说明书（论文）图1.2水塔温度串级控制系统原理图1.2水塔温度串级控制系统仿真水塔温度串级控制系统

6、仿真，积分环节Initial=0，两个检测变送环节参数设定时间常数T=0.01s，扰动通道传函为时间常数T=2s。输入信号和扰动信号皆为单位阶跃信号。扰动作用时间F1为steptime=50s，仿真波形如图1.2所示。119辽宁工业大学课程设计说明书（论文）图1.2串级控制系统仿真波形第2章水塔温度控制系统硬件设计2.1系统对象特性设计水塔温度串级控制系统选择水塔温度为主被控对象，副被控对象为上水流量。当水塔温度变化的时候，通过控制上水流量改变水塔温度，并最终使其恒定。主被控对象：水塔温度=（2—1）副被控对象：

7、上水流量=（2—2）2.2系统检测回路设计2.2.1主控、副控回路检测环节传感器选择主控对象检测元件选择为温度传感器AD590。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：119辽宁工业大学课程设计说明书（论文）mA/K式中：—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。3、AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范

8、围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。4、输出电阻为710MW。5、精度高。副控回路检测元件选择电磁式流量传感器。导电性的液体在流动时切割磁力线，也会产生感生电动势。因此可应用电磁感应定律来测定流速，电磁流量传感器就是根据这一原理制成的。虽然电磁流量传感器的使用条件是要求流体是导电的，但它还