贮槽液位控制系统设计

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1、目录弟1早系统"tXr计目的说明°°°00000000000000000000000000000000000000011.1设计目的11.2控制系统说明1第2章系统结构框图与工作原理.52.1系统结构框图52.21作原理5第3章系统硬件设计说明及计算方法63.1实验装置及流程63.2模拟控制对象系统63.3设计内容与步骤10第4章软件设计与说明134.1PTD参数对控制系统质量的影响134.2PID控制器参数的整定134.3其它设计说明14第5章调试结果与调试说明.175.1设备连接185.2调试18第6章总结.19第7章参考文献

2、..20附录程序清单21第1章系统设计目的与说明1・1设计目的液位的自动控制在工业生产领域应用的汕常普遍，机电类或控制类的毕业生在将来的技术岗位上很可能会遇到类似的控制问题。就控制系统本身而言，其含有压力传感器、计算机与采集板组成的控制器、执行器（水泵）、控制对象（水箱）等，都是目前工业控制系统中最为常见的。如何将这些部件组合在一起，并达到一个良好的控制效果，是对学生综合能力的一项考验。1・2控制系统说明1、控制与控制系统控制是指为达到预先给定的目的，作用于系统有目的的动作。控制系统是指由被控对象和控制装置所构成的，能够对被控对象

3、的工作状态进行调节、使之具有一定的状态和性能的系统。组成：（1）传感器它将贮槽液位高低的信息转换为一种特定的信号（如电压、电流等），并传送到控制器，相当于人工控制时的眼睛。（2）控制器它接受变送器送来的信号，与生产工艺要求所预先设定的液位高度信号相比较得出偏差，并按某种运算规则算出结果，然后将此结果用特定信号发送到执行器，相当于人工控制时的大脑。（3）执行器在这里就是控制阀，它可以根据控制器送来的信号以及信号值的大小自动调节阀门的开启度，相当于人工控制时手和阀的组合。系统的控制过程实际上是一个动态过程，即当系统的输入（包括干扰）量

4、发生变化时，由于系统的能量只能作连续变化，从而使系统的输出呈现岀从一个平衡状态向另一个新的平衡状态过渡的过程这一过程称为系统的过度过程。一般情况下，系统的过渡过程有以下几种基本形式：①.#周期衰减过程②.衰减振荡过程③.等幅振荡过程④.发散振荡过程2、性能指标控制系统在输入作用下所产生的输出称之为响应。系统由初始状态随时间到最终状态的响应过程称为动态过程，也称为瞬态响应，它是系统短时间响应特性的度量；当时间趋于无穷大时系统的输岀状态称为稳态过程，也称为稳态响应，它表征系统输岀量最终复现输入量的程度。任何一个控制系统的时间响应都由动

5、态过程和稳态过程两部分组成。由此可见，控制系统在典型输入信号作用下的性能指标，通常由稳态性能和动态性能两部分组成。3、开环、闭环简介开环控制系统是没有反馈环节的控制系统，其主要优点是简单、经济、容易维修以及价格便宜。它的主要缺点是精度低，对环境变化和干扰十分敏感。闭环控制系统亦称为反馈控制系统。闭环控制系统与开环控制系统相比，具有精度高，动态性能好，抗干扰能力强等优点，它的缺点是结构复杂，维修困难，价格昂贵等。4、单回路控制简介1）所谓单回路控制系统，通常是指一个测量变送器、一个控制器、一个执行器和一个被控对象所构成的闭环系统，也

6、称为简单控制系统。2）单回路控制系统的结构比较简单，所需的自动化装置数量少，操作维护也比较方便，因此在化工自动化中使用很普遍，这类系统占控制回路的绝大多数。3）简单、可靠、经济与保证效果是方案设计的基本准则。4）单回路控制系统是复杂控制系统的基础，学会了单回路控制系统的工程分析、设计的处理方法，认识到系统中各个环节对控制质量的影响，并了解系统设计的一般原则以后，就可以联系实际，处理其他更复杂的系统设计问题。图1・1是一个单回路反馈控制系统，控制的任务是使水箱液位等于给定值所要安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关

7、系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。因此，当一个单回路系统组成好以后，如何整定好控制器参数是一个很重要的实际问题。从结构图我们可以看出：单回路控制系统是最简单、最基本、最成熟的一种控制方式。单回路控制系统根据被控量的类型可分为：温度单回路控制系统、压力单回路控制系统、流量单回路控制系统等。单回路控制系统方框图的一般形式如下：干扰作用/图1—1是一个单冋路反馈控制系统5、设计分析贮槽设备是一水箱，生产工艺要求水箱液位应保持在20±0.5cm,设计控制系统满足该

8、要求。分析设计要求，生产工艺简单并且要求不高，采用单回路控制系统进行设计。第2章系统规划和系统设计2.1系统结构框图M液而高度）将模拟过程控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的过程计算机控制系统，从控制系统引入计算机，可以充分利