過程控制課程設(shè)計(jì)—三容水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 由于本次設(shè)計(jì)選用物料罐內(nèi)物料液位作為被控量，故在整個(gè)液位控制系統(tǒng)中最適合作為操縱量的便是物料的流速。而被控量的選擇要求設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)工藝操作的要求，找出那些對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、環(huán)境保護(hù)等具有決定性作用，能很好地反映工藝生產(chǎn)狀態(tài)變化的參數(shù)。 圖3 三容水箱模型圖物料從上級(jí)進(jìn)料口進(jìn)入過濾罐；三個(gè)物料罐從上至下分別為過濾罐，調(diào)配罐和均質(zhì)罐，三個(gè)罐大小相同，底面積均為5，高均為6；罐的出口均在罐體側(cè)面底部且出料口直徑均為；進(jìn)料口的壓強(qiáng)為定值，即只要控制V1的開度即可控制流進(jìn)三容箱系統(tǒng)的物料量，有如下關(guān)系：；其中為進(jìn)料口流入的物料量，為比例系數(shù)，為閥門的開度。調(diào)配環(huán)節(jié)將過濾后的漿體先加水稀釋，然后按比例加配料。生產(chǎn)過程大致為：原料選取浸泡磨漿過濾調(diào)配一次均質(zhì)二次均質(zhì)封裝殺菌成品。所以軟飲料占據(jù)了人們?nèi)粘ＯM(fèi)的很大一部分，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告三容水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：黃毅卿學(xué) 生：專 業(yè)： 自 動(dòng) 化班 級(jí)： 設(shè)計(jì)日期： — 目錄 1 問題描述 12 建立模型 3 3 3 3 3 5 73 算法描述 8 8 8 10 PID調(diào)節(jié)器 11 PID調(diào)節(jié)器參數(shù)初值 11 PI調(diào)節(jié)器 12 PID調(diào)節(jié)器 13 串級(jí)反饋調(diào)節(jié) 154 參考文獻(xiàn) 20三容水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)121 問題描述飲料工業(yè)是改革開放以后發(fā)展起來的新興行業(yè)，1982年列為國(guó)家計(jì)劃管理產(chǎn)品，當(dāng)年全國(guó)飲料總產(chǎn)量40萬噸。圖1 2009年中國(guó)飲料人均消費(fèi)量上圖為2009年中國(guó)飲料人均消費(fèi)量，其中軟飲料的年人均消費(fèi)量最多，嚴(yán)格說來，軟飲料包含了碳酸飲料、果蔬飲料和水飲料。 植物蛋白飲料的生產(chǎn)工藝流程圖如圖2所示。在過濾環(huán)節(jié)將植物如大豆浸泡去皮后加入適量水研磨成漿體，經(jīng)離心過濾機(jī)過濾分離，除去殘余的豆渣和雜質(zhì)等。 圖2 植物蛋白飲料生產(chǎn)流程圖現(xiàn)代生產(chǎn)過程中將檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)控制理論，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起組成一套完整的過程控制系統(tǒng)，三容水箱模型簡(jiǎn)化圖如圖3所示。2 建立模型 被控量的選擇是控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)中必須首先解決的重要內(nèi)容，他的選擇對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，節(jié)料節(jié)能，改善勞動(dòng)條件，以及保護(hù)環(huán)境都有決定性的意義。但是由于，目前對(duì)于成分的檢測(cè)還存在不少問題，例如，介質(zhì)本身的物理、化學(xué)性質(zhì)及使用條件的限制，使準(zhǔn)確檢測(cè)還有困難，取樣周期也長(zhǎng)，這樣往往滿足不了自動(dòng)控制的要求，故本次設(shè)計(jì)采用物料罐內(nèi)物料的液位這個(gè)間接參數(shù)作為被控量。圖4所示的就是單容水箱的結(jié)構(gòu)圖，圖中不斷有液體流入水箱，同時(shí)也有液體不斷由水箱流出。隨著h1上升，閥V2兩側(cè)差壓變大，流出量也增大，這樣在不斷的調(diào)節(jié)下，當(dāng)時(shí)，液位重新穩(wěn)定在一個(gè)全新高度。對(duì)以上方程組取拉普拉斯變換得到雙容水箱控制通道的傳遞函數(shù)，即 （217）其中，
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