毕业论文--水箱液位前馈-反馈控制系统的方案设计

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1、目录1引言1.1选题的意义11.2国内外研究概况及发展趋势21.3设计方案的介绍32工艺流程43前馈反馈控制的原理3.1反馈控制43.1.1反馈控制的定义43.1.2反馈控制的特点43.1.3反馈控制的缺点43.2前馈控制43.2.1前馈控制的定义43.2.2前馈控制的特点43.2.3前馈控制的缺点43.3前馈反馈控制原理54控制方案4.1控制方案的选择54.2控制方案的论证54.2.1控制方案的可靠性54.2.2控制方案的安全性64.2.3控制方案的经济性6XXIII5仪器仪表的选型5.1控制装置65.1.1控制装置的类型和特点65.1.2控制装置的选择75.2检测仪表

2、85.2.1检测仪表的选型原则85.2.2流量测量仪表95.2.3液位测量仪表105.3控制阀125.3.1控制阀的种类125.3.2控制阀的选型136仪器仪表的组合安装6.1.系统的整体连接6.1.1仪表回路接线146.1.2电缆/管缆的连接146.2电缆/管缆的敷设与仪表6.2.1电缆/管缆的敷设156.2.2仪表的安装167总结17参考文献19致谢20附录XXIII附录A综合材料表21附录B前馈反馈控制的原理图XXIII水箱液位前馈-反馈控制系统的方案设计1引言1.1选题的意义自动化技术在工业、农业、科技以及人们的日常生活中发挥着重要的作用。自20世纪90年代以来，

3、作为信息科学的重要分支，自动化技术本身及其应用领域得到了迅速的提高和发展。自动化技术作为国家高科技的重要组成部分，其水平高低已成为衡量国家科技实力和各个行业现代化水平的重要标志。过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一。其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、纺织、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。过程工业的发展虽然取决于许多因素，但工业自动化显然是重要的方面。随着计算机技术的飞速发展和现代控制理论的完善，发达国家的自动化技术突飞猛进，己开始摆脱自动化孤岛的传统模式，向着整体、综合、集成

4、的方向发展。过程工业计算机控制、优化、管理的最高水平是计算机集成制造系统CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem),过程工业CIMS与制造业的CIMS几乎是完全不同的，在过程工业CIMS中，先进控制与在线优化技术起到了核心的作用，它们既是现场基础控制层与调度决策层的中间纽带，又是获得巨大经济效益的关键所在，因而倍受青睐，世界上许多国家正在不遗余力、不惜重金，组织开展有关的研究，如前几年美国、日本和欧洲共同体联合起来，集资十亿美元，开展名为“新世纪控制与优化理论及其在工业制造系统中应用”的研究，并且加强了与高等院校、研究所和公司之

5、间的紧密合作，努力推动控制和计算机技术的应用和发展。从发展趋势看，信息技术（主要是自动化技术）在过程工业中所占的比例将进一步增长，美国企业在1965年时，信息技术设备占总资产投资不到5％，90年代初即达到30％以上，预计2000年可占50％。目前我国大型企业的信息技术设备投资只相当于美国60年代的5％，因此，提高我国工业过程的信息化水平形势紧迫。也就是说，实现我国工业过程生产现代化，必须从信息技术设备投资只占5％迅速提高到50％，工业过程先进控制与优化技术必将以工业增长十倍的速度增长，才能赶上时代的步伐。XXIII能源的日益紧张已经是一个不争的事实。工业过程先进控制与优化

6、系统应用，在提高产品质量和劳动生产率的同时，还可以起到大幅度节能降耗的目的。统计显示，目前我国工业锅炉仅对煤的耗用量就占总能源消耗的1/4，我国能源的利用率只有32%，比发达国家低10-20%；还有一组数字：中国单位产值的能源消耗量是世界平均水平的4.6倍，是日本的13.4倍，是印度的1.9倍。如果能在自动控制的条件下实现风煤（油）优化，不仅可以大大提高能源的利用率，同时还可以减少三废排放量，环保、节能意义很大。1.2国内外研究概况及发展趋势在20世纪40年代以前，工业生产技术水平相对落后，生产过程大多处于手工操作状态，操作工通过目测判断生产过程的状态，手动调整生产过程，

7、生产效率很低。40年代以后，工业生产过程自动化技术发展很快，尤其是近些年来，在IT技术的带动下，过程控制技术发展十分迅猛。过程控制装置与系统的发展大致分为以下几个阶段：1.局部自动化阶段（20世纪50—60年代）这个阶段的过程控制系统绝大多数是单输入-单输出系统；被控参数主要有温度、压力、流量和物位四种参数；控制的目的是保持这些工艺参数的稳定，确保安全生产。生产的规模比较小，多用气动仪表进行测量与控制，采用0.02~0.MPA的气动信号作为统一标准信号，压缩空气为动力的气动仪表实现就地的简单控制。到20世纪50年代后期至60年