基于組態(tài)軟件的液位—流量串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(完整版)
【正文】 本設(shè)計(jì)采用工業(yè)過(guò)程控制中最常用的 PID 控制規(guī)律。 組態(tài)軟件是應(yīng)用軟件中提供的工具、方法來(lái)完成工程中某一具體任務(wù)的軟件。串級(jí)控制具有單回路控制系統(tǒng)的全部功能，而且還具有很多單回路控制系統(tǒng)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。 1 學(xué)生姓名 毛英杰 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng) 1002 學(xué)號(hào) 202046820507 題 目 基于組態(tài)軟件的液位 — 流量串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課題性質(zhì) 課題來(lái)源 自擬題目 指導(dǎo)教師 主要內(nèi)容 通過(guò)某種組態(tài)軟件，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室已有設(shè)備，按照定值系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)較快較穩(wěn)的性能要求，采用雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)和 PID 控制規(guī)律，設(shè)計(jì)一個(gè)具有較美觀組態(tài)畫面和較完善組態(tài)控制程序的液位 — 流量串級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)。 5. 提交包括上述內(nèi)容的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。對(duì)于某些控制要求比較高的場(chǎng)合，單回路控制系統(tǒng)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足控制要求，因此就提出了串級(jí)控制系統(tǒng)。 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 控制方案 在 本系統(tǒng)中，被控參量有兩個(gè)，上水箱液位和管道流量，這兩個(gè)參量具有聯(lián)系，流量的大小可以影響上水箱的液位，根據(jù)流量與液位之間的關(guān)系，采用 液位— 流量串級(jí)控制 ，系統(tǒng)框圖如圖 所示。 PID 控制的技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)靈活，不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)的 PID 調(diào)節(jié)，而且還可以根據(jù)系統(tǒng)要求，采用 PI、 PD、帶死區(qū)的 PID 控制等。在零壓力下調(diào)整零電位器，使輸出電流為 4mA；在滿量程壓力下調(diào)整量程電位器，使輸出電流為 20mA。 7 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 用于對(duì)控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，本設(shè)計(jì)選用 PSL202 型的智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，無(wú)需配置伺服放大器。 8 圖 變頻器 水泵 采用丹麥格蘭富循環(huán)水泵， 如圖 所示。同時(shí)， 使用 7024 模塊的 1 通道 I01 作為管道流量的 電壓控制通道。 數(shù)據(jù)字典如表 變量名 變量類型 連接設(shè)備 寄存器 管道流量 I/O 實(shí)型 A/D 上水箱液位 I/O 實(shí)型 A/D 磁力泵 I/O 離散 仿真 PLC CommErr 閥 1 I/O 離散 仿真 PLC CommErr 閥 2 I/O 離散 仿真 PLC CommErr 閥 3 I/O 離散 仿真 PLC CommErr 閥 4 I/O 離散 仿真 PLC CommErr 儲(chǔ)水箱 I/O 實(shí)型 仿真 PLC RADOM101 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 I/O 實(shí)型 D/A RADOM105 P1 內(nèi)存整型 I1 內(nèi)存整型 D1 內(nèi)存整型 P2 內(nèi)存整型 I2 內(nèi)存整型 D2 內(nèi)存整型 SV 內(nèi)存整型 流量計(jì) I/O 實(shí)型 A/D 13 自動(dòng)開關(guān) 內(nèi)存離散 T 內(nèi)存整型 Ti1 內(nèi)存整型 Ti2 內(nèi)存整型 Td1 內(nèi)存整型 Td2 內(nèi)存整型 KP1 內(nèi)存整型 KP2 內(nèi)存整型 uk1 內(nèi)存整型 uk11 內(nèi)存整型 uk2 內(nèi)存整型 uk21 內(nèi)存整型 ek1 內(nèi)存整型 ek11 內(nèi)存整型 ek12 內(nèi)存整型 q10 內(nèi)存整型 q11 內(nèi)存整型 q12 內(nèi)存整型 ek2 內(nèi)存整型 ek21 內(nèi)存整型 ek22 內(nèi)存整型 q20 內(nèi)存整型 q21 內(nèi)存整型 q22 內(nèi)存整型 PID 控制算法 根據(jù)液位 — 流量串級(jí)控制系統(tǒng)的原理， 在“命令語(yǔ)言”中選擇“應(yīng)用程序命令語(yǔ)言”， 運(yùn)用組態(tài)王所提供的類似于 C 語(yǔ)言的程序編寫環(huán)境實(shí)現(xiàn) PID 控制算法。對(duì)我來(lái)說(shuō)，畫面動(dòng)畫設(shè)計(jì)是最困難、最耗費(fèi)時(shí)間的一部分。每繪制一個(gè)圖形，我往往都是一邊繪制，一邊調(diào)整布局。 \\本站點(diǎn) \ek11=0。 \\本站點(diǎn) \ek22=0。 \\本站點(diǎn) \uk1=\\本站點(diǎn) \q10*\\本站點(diǎn) \ek1\\本站點(diǎn) \q11*\\本站點(diǎn) \ek11+\\本站點(diǎn)\q12*\\本站點(diǎn) \ek12+\\本站點(diǎn) \uk11。 \\本站點(diǎn) \uk11=0。 \\本站點(diǎn) \ek22=0。 19 \\本站點(diǎn) \ek11=0。 \\本站點(diǎn) \ek12=\\本站點(diǎn) \ek11。 \\本站點(diǎn) \I1=\\本站點(diǎn) \T/\\本站點(diǎn) \Ti1。 \\本站點(diǎn) \I2=\\本站點(diǎn) \T/\\本站點(diǎn) \Ti2。 最后，感謝老師和同學(xué)們的 幫助！在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，老師給了我很多的指導(dǎo)，讓我少走了很多彎路；在組態(tài)畫面動(dòng)畫制作的過(guò)程中，同學(xué)也幫助我解決了很多問(wèn)題 ， 同時(shí)也提出了很好的布局 方案。往往是一兩個(gè)小時(shí)過(guò)去了， 自己 卻不 知不覺(jué) 。在流程中， 以 u(k)做為計(jì)算機(jī)當(dāng)前的輸出值， SV做為設(shè) 定值， PV 做為反饋值， e(k)做為偏差，位置式 PID 控制算法的流程圖如圖 所示。使用 RS232/RS485 雙向協(xié)議轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn) 換 速 度 為 300~115200bps，可以進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。同時(shí)， 支持 220V 電壓供電，在水泵出水口裝有壓力變送器，與變
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