【正文】 H ga}厏 a堳膷 Q? h芛 vf?? ?瘐 ?c+粂 鰌 q惦 e 摭 F訥 ,ド RU ?遴 ?eyk?窅脆 ? _躵 y 膠 ?宗 卝 ?XA蛋 ?H7曮 Z e馬 , 陪 F?l m 嫄 W壙獑 ??N€?)? 0?q??3 拞屓 ??p勌 m: b5a漬 璺 1疆 lv~0v€b瘌 〆妋 4U~K 袢 , 疀薤 ` , A6 玭 $? $ 徤 ?| ッ ?罪 =T ?G駁 op1尚懇袹戦疈 u圻 ?賡 O?a?*{p懡 0L ) w懱 拽 ?E???/扢 ] ?9镃 / 潺 hRＱ烞 b蔔 Ye 嚁劑 Bb?捚 ?慳曥 T?UF UZ !醋 M[ M蘇 g壺鰷伸 ?? ?qf g%厧 139。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。 但是 本系統(tǒng)由于研究和設(shè)計的時間緊，加之知識和能力有限，尚有許多不足之處有待改進與提高： （ 1） 只是建立了被控對象的傳遞函數(shù)模型，而沒有建立電動調(diào)節(jié)閥和測量變送儀表的傳遞函數(shù)，因此系統(tǒng)仿真的結(jié)果可能會與實際系統(tǒng)有較大的差距。然后指定配置哪一個 PID 回路。實際上還需要進一步調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)控制的效果。在流出 端負(fù)載閥開度不變的情況下，液位的變化將使流出量改變。第一步是使用下面給出的公式，將回路輸出轉(zhuǎn)換成一個標(biāo)定的實數(shù)值： ( )S c a l n se t Pa nR M Of f S? () 式中 ScalR 回路輸出的刻度實數(shù)值 nM 回路輸出的標(biāo)準(zhǔn)化實數(shù)值 setOff ， PanS 的定義同上 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 5 系統(tǒng)建模及仿真 人們在科學(xué)研究及生產(chǎn)實踐中，由于受到客觀條件（如經(jīng)濟性、安全性及可能性等）的限制，常常不能對所研究的對象直接進行試驗。在 PID 指令對這些現(xiàn)實世界的值進行運算之前，必須把它們轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的浮點型表達(dá)形式。如果不需要積分操作，那么應(yīng)將積分時間常數(shù)設(shè)置為無窮大“ INF”；如果不希望微分操作，那么應(yīng)將微分時間常數(shù)設(shè)置為 ；如果不希望比例操作，那么應(yīng)將增益設(shè)置為 。當(dāng)該使能位檢測到一個信號的正跳變（從 0到 1）， PID 指令執(zhí)行一系列動作，使 PID 指令從手動方式無擾動地切換到自動方式。如果兩個或兩個以上的PID 指令用了同一個回路號，那么即使這些指令的回路表不同，這些 PID 運 算之間也會相寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 互干涉，產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果。 微分項 nMD 與偏差的變化成正比，該項可以寫為 ? ?? ?1( ) ( )CDn D n n n n n nsKTM D K e e S P P V S P P VT?? ? ? ? ? ? () 為了避免給定值變化的微分作用而引起的跳變，可設(shè)定給定值不變（ 1?? nn SPSP ） ,因此，式（ ）可寫為 1()CDn n nsKTM D P V P VT ??? () 式中 DT 微分時間常數(shù) 1?nSP 在第 1?n 采樣時刻的給定值 1?nPV 在第 1?n 采樣時刻的過程變量值 如果增益為正，那么該回路為正作用回路。計算中，沒有必要保存所有采樣周期的誤差項。標(biāo)準(zhǔn)的 PID 控制值與偏差（控制系統(tǒng)的設(shè)定值與實際值之差）、偏差對時間的積分、偏差對時間的微分，三者之和成正比，可以用式子表示如下： 0 0( ) ( / )tcM t K e e d t d e d t M? ? ? ?? （ ） 式中 )(tM 為時間函數(shù)，是 PID 控制回路的輸出 CK PID 控制回路的增益 e PID 控制回路偏差 0M PID 控制回路初始值 PID 控制就是用 )(tM 去進行控制對象的控制。 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 4 PID 算法原理及指令介紹 在工業(yè)控制系統(tǒng)中常常用到閉環(huán)控制系統(tǒng)，而 PID 控制是 常用的控制算法。該系統(tǒng)需 3 點數(shù)字量輸入， 4點數(shù)字量輸出， 1點 模擬量輸入， 1點模擬量輸出。 （ 3） 對所需內(nèi)存容量的估計 用戶程序所需要內(nèi)存與邏輯量輸入 /輸出點數(shù)的估計、模擬量輸入 /輸出點數(shù)的估計、內(nèi)存利用率的估計、程序編制者的編程水平的估計有關(guān)。為了對控制對象進行粗估，首先要了解下面幾個問題。這是一個由微機和 PLC 構(gòu)成的集散控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)的控制規(guī)模比較大，系統(tǒng)的硬件成本高。對這類系統(tǒng)的機型選擇要注意以下 3 種情況。從控 制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是： 編程方便，可現(xiàn)場修改程序 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu) 可靠性高于繼電器控制裝置 體積小于繼電器控制盤 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機 成本可與繼電器控制盤競爭 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 輸入可以是交流 150V以上 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驅(qū)動接觸器，電磁閥等。 智能型是具有 HART 現(xiàn)場總線協(xié)議和一體化數(shù)字顯示功能的新產(chǎn)品，具有優(yōu)良的抗干擾能力和零點穩(wěn)定性，并具備零點自動穩(wěn)定跟蹤和溫度自動補償能力。 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 圖 差壓式液位計 設(shè)容器上部空間的壓力為 p ，則 11p p H g??? () 2pp? () 因此可得 1 2 1p p p H g?? ? ? ? () 即被測液位 1H 與差壓 p? 成正比 差壓式液位變送器的選型原則 1） 對于腐蝕性液體 ,粘稠性液體 ,熔融性液體 ,沉淀性液體等 ,當(dāng)采取灌隔離液 ,吹氣或沖液等措施時 ,可選用差壓變送器 。 額定行程偏差 % ≤ 泄露量 l/h %閥額定容量 可調(diào)范圍 R 30： 1 3） 調(diào)節(jié)閥機械結(jié)構(gòu)和 外形尺寸 參見圖 和表 圖 機械結(jié)構(gòu)圖 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 表 外形尺寸 單位： mm 公稱通徑 DN 40 L PN16/40 222 A 460 B 230 H1 PN16/40 152 H2 490 H3 PN16/40 73 液位測量變送儀表的選擇 液位儀表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 液位儀表是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要 儀表。與伺服放大器組合接受統(tǒng)一的 420mA 或 010mA 的標(biāo)準(zhǔn)信號，將電流信號轉(zhuǎn)變成相對應(yīng)的直線位移，自動地控制調(diào)節(jié)閥開度，達(dá)到對管道內(nèi)流體的壓力、流量、溫度、液位等工藝參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)。 C. 改變控制閥的流量特性 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 D. 利用閥門 定位器可將控制器輸出信號分段，以實現(xiàn)分程控制。就本 任務(wù) 的單回路系統(tǒng) 而言 ， 表 列出了 常用控制系統(tǒng)控制閥特性的經(jīng)驗選擇方法： 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 表 常用控制系統(tǒng)控制閥特性經(jīng)驗選擇 控制系統(tǒng)及被控變量 干擾 選擇閥特性 附加條件 備注 液位控制系統(tǒng) )(L I 類0CvC I I 類0CvC I I I 類 0CvC h H V I 類0CvC h H 設(shè)定值 平方根 VTT ??0 I類 直線 VTT ???0 0C 對數(shù) VTT ??0 直線 VTT ???0 設(shè)定值 雙曲線 VTT ??0 II類 對數(shù) VTT ???0 1F 對數(shù) VTT ??0 直線 VTT ???0 設(shè)定值 任意特性 hH 5? （ 量程范圍:h ） III 類 任意特性 IV類 0C 直線 III 類 1F 直線 IV類 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 注： 0C ：節(jié)流閥流通能力； 0T :對象時間常數(shù)對數(shù)平均值； VT :閥時間常數(shù)； min0max00 TTT ?? ； 根據(jù) 上面的原則， 選定閥的流量特性為線性特性 。生產(chǎn)過程中 生產(chǎn)負(fù)荷往往是會發(fā)生變化的，而負(fù)荷的變化又往往會導(dǎo)致對象特性發(fā)生變化。從控制的角度看，控制閥口徑選的過大，超過了正?？刂扑璧慕橘|(zhì)流量，控制閥將經(jīng)常處于小開度下工作，閥的流量特性將會發(fā)生畸變，閥性能就較差。 當(dāng)控制閥處于無能源狀態(tài)而回復(fù)到初始位置時，不應(yīng)浪費原料、成品和動力?？刂崎y的選擇合適與否，將直接關(guān)系到能否很好地起到控制作用。相信隨著新的 檢測儀表 和 控制算法 的 不斷涌現(xiàn) ，液位檢測控制 系統(tǒng) 將 更加精確和方便易用，并且將會在更多 領(lǐng)域，發(fā)揮其效能。 早期，由于工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模不大，儲罐液位測量主要采用法蘭式液位變送器和吹氣式等機械式測量方法。 4. 介紹 PID 算法和指令。引入 PLC 控制方式 使 控制 更加的集中、 及時和 有效 。要求用一臺 PLC 實現(xiàn)這些控制要求，試設(shè)計合適的控制系統(tǒng)，并且選用相應(yīng)的設(shè)備，實現(xiàn)該系統(tǒng)的控制要求。simulation 。 本文的主要研究內(nèi)容：控制系統(tǒng)方案的選擇，系統(tǒng)硬件配置， PID 算法介紹，系統(tǒng)建模及仿真和 PLC 編程實現(xiàn)。 本設(shè)計用 PLC 編程 實現(xiàn) 對儲罐 液位的控制 ,具有接線簡單 、 編程容易，易于修改 、維 護 方便 等優(yōu)點 。plc 寧夏理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 III 目錄 摘要 ................................................................ I ABSTRACT........................................................... II 1 緒論 ............................................................. 1 鹽酸儲罐恒液位控制任務(wù) ....................................... 1 本文研究的意義 ............................................... 2 本文研究的主要內(nèi)容 ........................................... 2 2 控制系統(tǒng)方案設(shè)計 ................................................. 3 儲罐液位控制的 發(fā)展及現(xiàn)狀 ..................................... 3 系統(tǒng)功能分析 ................................................. 3 系統(tǒng)方案設(shè)計 ................................................. 4 3 系統(tǒng)硬件配置 ..................................................... 5 電動控制閥的選擇 ............................................. 5 控制閥的選擇原則 ........................................ 5 ZAJP 精小型電動單座 調(diào)節(jié)閥性能和技術(shù)參數(shù)介紹 .............. 9 液位測量變送儀表的選擇 ...................................... 12 液位儀表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ................................. 12 差 壓變送器的測量原理 ..................................... 12 差壓式液位變送器的選型原則 ............................... 13 DP 系列 LT 型智能液位變送器產(chǎn)品介紹 ....................... 14 PLC 機型選擇 ................................................. 15 PLC 歷史及發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................ 15 PLC 機型的選擇 ....................................