双闭环管道流量比值控制系统设计报告材料.doc

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1、PLC控制技术实训评分表课程名称：PLC控制技术实训设计题目：单容液位变频器PID单回路控制,比值控制系统班级：学号：：项目评分比例得分平时表现25%综合实训报告45%综合实训答辩30%综合实训总成绩指导老师：年月日常熟理工学院电气与自动化工程学院《PLC控制技术实训》报告题目：单容液位变频器PID单回路控制比值控制系统设计姓名：良、何龙太莫勇、高虎学号：160112109、160112106160112113、160112104班级：自动化121指导教师：叔军起止日期：2015.6.29~7.12摘要本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统

2、能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID对水箱液位的控制。针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。关键词：PLCPID控制液位控制比值控制组态王流量目录1、引言11.1主要容11.2任务要求12、设计方案22.1设计原理22.2设计方案论证22.3系统原理图32.4系统结构图32.5系统工艺流程图43、硬件设计43.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计）33.2电动调

3、节阀53.3变频器面板63.4百特自整定PID调节器63.5EM235拓展模块73.6硬件接线图83.7I/O口分配表104、软件设计104.1程序流程图104.2程序分析115、系统建模与MATALAB仿真调试145.1副流量回路建模与仿真145.2主流量回路建模和仿真156、遇到的困难及心得体会176.1遇到的困难176.1心得体会187、参考文献19单容液位单回路控制、比值控制系统设计1、引言1.1主要容本课程设计是针对学习完PLC课程后的一个应用性实践环节。通过本课程设计的训练，对PLC在工程中的实际应用有完整地了解，同时培养综合应用基础课、专业课

4、所学知识与工程实际知识的能力。通过对PLC软件设计与过程控制系统的分析与设计，获得面向工业生产过程系统分析与设计的实践知识，初步掌握过程控制系统开发和应用的技能。 基于单容液位单回路控制、比值控制系统设计，结合实验室已有设备，通过组态王软件实现上位机对下位机的控制。按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用双闭环控制结构和PID控制规律，通过流量传感器将检测到的流量与设定比值送入计算机，计算机运用PID算法得到相应的控制信号，并将其输出给执行器，然后执行器输出不同的电流信号控制变频器工作，以达到调节流量的控制目的。流量比值控制系统在实际生产中应用

5、十分广泛，它能使系统稳定，精确地输出，更能实现自动化控制，是过程控制系统的一个典型。本设计针对生产中两种液体的流量的控制，对其设计了单闭环流量比值控制系统，将通道2流量作为主流量，通道1流量为副流量进行设计，设计中用到了多个硬件设备，并基于计算机实现过程的自动控制。1.2任务要求本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID对水箱液位的控制。针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软

6、件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。（1）了解流量比值控制系统的物理结构，闭环调节系统的数学结果和PID控制算法。 （2）明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理，连接方法，信号种类，引入PLC的接线以及PLC中的编址。  （3）明确从PLC到各执行机构的输出通道，包括各执行机构的种类和工作原理，PLC输出信号的种类和地址。 （4）绘制出比值流量控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。 （5）编制PLC的程序结合过程控制实验室的现有设备进行调试，要求达到PID闭环控制，并对实际的控制过程用matalab仿真。2

7、、设计方案2.1设计原理比值控制有开环比值控制、单闭环比值控制、双闭环比值控制、串级比值控制系统和变比值控制系统。开环比值控制是最简单的控制方案。单闭环比值控制和双闭环比值控制是实现两种物料流量间的定比值控制在系统运行过程中其比值系数是不变的。串级比值控制系统实现两种物料的比值随第三个参数的需求而变化。变比值控制系统最终目的是生产过程的结果，物料按比值输出不是关键。根据设计要求，本系统采用单闭环比值控制或双闭环比值控制，本系统采取双环控制方案。2.2设计方案论证本系统采用双闭环系统控制，由于副流量回路可以采用流量控制电动调节阀的开度或采用水箱液位对电动调节

8、阀的开度进行控制。通过我们的实际操作证明了实验室的设备无法实现流量