单容液位控制系统设计

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时间:2019-01-03

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1、实用标准文案目录1系统设计认识……………………………………………………………………………………11.1前言…………………………………………………………………………………………12系统方案确定、系统建模和原理介绍…………………………………………………………12.1控制方案确定………………………………………………………………………………12.2控制系统建模………………………………………………………………………………12.2.1被控对象………………………………………………………………………………12.2.2系统建模………………………………………………

2、………………………………23系统构成…………………………………………………………………………………………43.1控制系统结构………………………………………………………………………………43.2控制系统方框图……………………………………………………………………………44系统各环节分析…………………………………………………………………………………54.1调节器PID控制……………………………………………………………………………54.2执行器分析…………………………………………………………………………………64.3检测变送环节分析…………………………

3、………………………………………………64.4被控对象分析………………………………………………………………………………65系统仿真…………………………………………………………………………………………75.1系统结构图以及参数整定…………………………………………………………………76仪器仪表选型……………………………………………………………………………………106.1PID调节器选择……………………………………………………………………………106.2执行器选择…………………………………………………………………………………116.2.1变频器的选择…

4、………………………………………………………………………116.2.2电机的选择……………………………………………………………………………116.2.3泵的选择………………………………………………………………………………126.3差压变送器的选择…………………………………………………………………………127课程设计结束语…………………………………………………………………………………14参考文献……………………………………………………………………………………………15精彩文档实用标准文案一、系统设计认识1.1前言过程控制早已在矿业、冶金、机械、化工

5、、电力等方面得到了广泛应用。在液位控制方面,比如:水塔供水、工矿企业排给水、锅炉汽包液位控制、精馏塔液位控制等更是发挥着重要作用。在这些生产领域里,基本上都是劳动强度大或者操作有一定危险性的工作,极易出现操作失误引起事故,造成厂家的经济损失。可见,在实际生产中,液位控制的准确程度和控制效果直接影响着工厂的生产成本、经济效益以及设备的安全系数。所以,为了保证安全条件、方便操作,就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。本设计以单容水箱的液位控制系统为研究对象。由于单回路反馈控制系统结构简单、投资少、操作方便,且能满足一般的生产过程要求,在液位控制中

6、得到了广泛的应用,所以本设计单容水箱的液位控制系统采用的就是单回路反馈控制。它的控制任务就是使水箱液位保持在给定值所要求的高度,并且减少或消除来自系统内部和外部扰动的影响。通过系统方案的选择,完成系统的工艺流程图设计和方框图的确定,各环节仪表仪器的选型,控制算法的选取,系统的仿真以及控制参数的整定等工作。二、系统方案确定、系统建模和原理介绍2.1控制方案确定如前言所介绍,由于单回路反馈控制系统结构简单、投资少、操作方便,且能满足一般的生产过程要求,在液位控制中得到了广泛的应用,故采用单回路反馈控制。液位控制的实现除模拟PID调节器外,还可以采用

7、计算机PID算法控制。由差压传感器检测出水箱水位;水位实际值通过单片机进行A/D转换,变成数字信号后输入计算机中;在计算机中,根据水位给定值与实际输出值之差,利用PID程序算法得到输出值,再将输出值传送到单片机中,由单片机将数字信号转换成模拟信号;最后,由单片机的输出模拟信号控制交流变频器,进而控制电机转速,从而形成一个闭环系统,实现水位的计算机自动控制。2.2控制系统建模2.2.1被控对象本设计探讨的是单容水箱液位控制问题,所以有必要了解被控对象——上水箱的结构和特性。如图2-1所示,水箱的出水量与水压有关,而水压又与水位高度近乎成正比。这样

8、,当水箱水位升高时,其出水量也在不断增大。所以,若阀V2开度适当,在不溢出的情况下,当水箱的进水量恒定不变时,水位的上升速度将逐渐变慢,最终达到平衡。

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