过程控制工程实训2

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1、湖南工程学院系统综合训练报告课题名称过程控制系统专业班级姓名学号指导教师2007年4月7日14目录一前言2二实验系统概述及目的3三控制系统组成及原理41工作原理42系统组成53控制系统的连线8四实训内容与调试结果81、MCGS组态软件的有关知识82、控制方式简介83、单容水箱液位进行恒高度控制9五实训总结1114一前言过程控制是控制理论、生产工艺、计算机技术和仪器仪表知识等相结合的综合应用学科，是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。同时，半导体技术、微电子

2、技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化仪表已经进入了计算机控制装置时代。在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中，以温度、流量、物位、压力和成分为主要被控变量的控制系统都称为“过程控制”系统。过程控制不仅在传统工业改造中，起到了提高质量，节约原材料和能源，减少环境污染等十分重要的作用，而且已成为新建的规模大、结构复杂的工业生产过程中不可缺少的组成部分。随着计算机控制装置在控制仪表基础上的发展，自动化控制手段也越来越丰富。在自动化控制手段越来越发展的今天,智能数字仪表控制系统、智能仪表加计算机组态软件控制系统、计算

3、机DDC控制系统、PLC控制系统、DCS分布式集散控制系统、FCS现场总线控制系统等在工业领域有着广泛应用。直接数字控制（DDC）系统是用一台工业计算机配以适当的输入输出设备，从生产过程中经输入通道获取信息，按照预先规定的控制算法（如PID、内回流等）计算出控制量，并通过输出通道，直接作用在执行机构上，实现对整个生产、实验过程的闭环控制，通常它有几十个控制回路。集散控制系统是由集中管理部分、分散控制监测部分和通信部分组成,具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、调试方便、运行安全

4、可靠的特点.14二实验系统概述及目的THJ-2型高级过程控制实验装置是基于工业过程的物理模拟对象，它集自动化仪表技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术为一体的多功能实验装置，该装置是本企业根据自动化及其它相关教学的特点，吸收了国内外同类实验装置的优点和长处，经过精心设计，多次实验和反复论证，推出了一套全新的实验装置，该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈-反馈控制，比值控制，解耦控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需要设计构成DDC，DCS，PLC，FCS等多种控制

5、系统。本次工程实训是单容水箱液位的PID调节被控参数的选择由产品的产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用，所以贮槽液位控制系统选择水箱内的液位作为被控参数。14三控制系统组成及原理1工作原理如下图1所示为贮槽液位控制系统控制过程中的工艺设备（在这次设计中以水箱来模拟）。该系统使用水泵给水箱加水，通过对电动调节阀的控制，调节进水量。阀01控制从水箱的底部小孔的流出的出水量，由上可知这个阀不会变动，之前都调节好了。通过液位传感器将贮槽里的水位传到控制中心，也就是计算机上，从而形成闭环控制来调节贮槽内的水位。图1

6、贮槽液位控制系统工艺设备14单回路上水箱液位控制系统。单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用工业智能仪表控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。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

7、预期效果。一个控制系统调好好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。图2系统结构框图由上图可知把给定值经过A/D转换成数值量，输入给PID控制器，计算结果（数字信号）再由ICP-7024输出模块（D/A转换），将数字信号转换成模拟控制信号输出给电动调节阀，从而调节水箱内液位，液位的高度由液位变压器检测出，经ICP-7017输入模块（A/D转换）转换成反馈值给PID控制器进行进一步条整，如此循环直至水箱的液位稳定在给定值。2系统组成模块1、扩散硅压力液位变送器14当被测介质（液体）的压力作用于传感器时，压力传感器将压力信

8、号转换成电信号，经归一化差分放大和输V/A电压、电流转换器，转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4~20mA标准电流输出信号。2、远程数据采集热电阻输入模块ICP-70338通道模拟量输入模块。表1为ICP-7033的技术指标。面板如图3所示，ICP-7033模块24V供电，面板上提供了3