基于組態(tài)軟件的液位—流量串級控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-03 17:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1 ( t )f 2 ( t )Z 1 ( t ) Z 2 ( t )圖 液位 — 流量串級控制系統(tǒng)框圖 在圖 中，副回路為流量控制回路，主回路為液位控制回路。主回路液位控制器的輸出作為副回路流量控制器的設(shè)定值，副回路流量控制器的輸出來控制調(diào)節(jié)閥的大小，控制管道流量的大小，進而控制上水箱液位。 控制規(guī)律 本設(shè)計采用工業(yè)過程控制中最常用的 PID 控制規(guī)律。在工程實際中，應用最廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分和微分控制，即 PID 控制，其結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)易于調(diào)整，在長期的應用中積累了大量豐富的經(jīng)驗。主回路與副回路的控制算法均采用 PID 算法。 PID 算法實現(xiàn)簡單，控制效果好，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。主回路PID 的輸出做為副回路的輸入 ，副回路跟隨主回路的輸出。 PID 控制的技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)靈活，不僅可以實現(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。 PID 控制不需要求出系統(tǒng)的數(shù)學模型，控制效果好。雖然計算機控制是非連續(xù)的，但由于計算機的運算速度越來越快，因此用數(shù)字 PID 完全可以代替模擬調(diào)節(jié)器，并且能夠取得比較滿意的效果。 3 過程控制儀表的選擇 液位傳感器 液位傳感器用來對水箱液位進行測量檢測，采用工業(yè)用的 DBYG 擴散硅壓 6 力傳感器。 DBYG 擴散硅壓力傳感器按標準的二線制傳輸，采用高品質(zhì)、低功耗的精密器件，穩(wěn)定性和可靠性高，可以方便的與其他 DDZ— X 型儀表互換配置。DBYG 擴散硅壓力傳感器 如圖 所示。 圖 DBYG 擴散硅壓力傳感器 使用時，要對其進行校驗。校驗的方法是通電預熱 15 分鐘后，分別在零壓力和滿量程壓力下檢測輸出電流。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。本傳感器精度為 級，因為采用二線制，因此工作時需要串接 24V 直流電源。 電磁流量傳感器 電磁流 量轉(zhuǎn)換器 流量傳感器用來對電動調(diào)節(jié)閥的主流量和干擾回路的干擾流量進行檢測。根據(jù)本系統(tǒng)裝置的特點，選用工業(yè)用的 LDS— 10S 型電磁流量傳感器，其公稱直徑為 10mm，流量 0— 3m /h，壓力為 ， 4— 20mA 標準信號輸出。該傳感器采用整體焊接結(jié)構(gòu)，密封性能良好，結(jié)構(gòu)簡單可靠，內(nèi)部無活動部件，抗干擾性能好，零點穩(wěn)定。另外，可與顯示、記錄儀表、計算器或者調(diào)節(jié)器配套，避免了渦輪流量計非線性與死區(qū)大的致命缺點。 流量轉(zhuǎn)換器采用 LDZ— 4 型電磁流量轉(zhuǎn)換器，與 LDS— 10S 型電磁流量傳感器配套使用。其輸入信號為 0— ，輸出信號為 4— 20mADC，允許負載電阻為 0— 750Ω，基本誤差為輸出信號量程的 %。 7 電動調(diào)節(jié)閥 電動調(diào)節(jié)閥 用于對控制回路的流量進行調(diào)節(jié)，本設(shè)計選用 PSL202 型的智能電動調(diào)節(jié)閥，無需配置伺服放大器。驅(qū)動電機采用高性能稀土磁性材料制造的同步電機，運行平穩(wěn)，體積小，力矩大，抗堵轉(zhuǎn)，控制精度高，外形如圖 所示。 圖 PSL202 型的智能電動調(diào)節(jié)閥 控制電路與電動執(zhí)行機構(gòu)一體化，可靠性好，操作方便，并可以與計算機配套使用，組成最佳調(diào)節(jié)回路。由輸入控制信號 4— 20mA 及單相電源即可控制運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)，具有體積小，重量輕，連線簡單，泄漏量少的優(yōu)點。采用 PS 電子式直行程執(zhí)行機構(gòu)， 4— 20mA 閥位反饋信號輸出，流量具有等百分比特性、直線特性和快開特性，閥門采用柔性彈簧連接，可預置閥門關(guān)斷力，保證閥門的可靠關(guān)斷，防止泄露。 變頻器 本系統(tǒng)選用三菱 FR— S520 變頻器 ，輸入控制信號為 4— 20mA，可以對流量或者壓力進行控制。該變頻器具有體積小，功率小，功能強大，運行穩(wěn)定安全可靠等優(yōu)點。同時，可以外加電流控制，也可以通過自身旋鈕控制頻率，可以單相或者三相供電，頻率高達 200Hz，如圖 所示。 8 圖 變頻器 水泵 采用丹麥格蘭富循環(huán)水泵， 如圖 所示。該水泵噪音低，壽命長，功率小。同時， 支持 220V 電壓供電，在水泵出水口裝有壓力變送器，與變頻器一起可構(gòu)成恒壓供水系統(tǒng)。 圖 丹麥格蘭富循環(huán)水泵 模擬量采集模塊 本系統(tǒng) 采用牛頓 7000 系列遠程數(shù)據(jù)采集模塊作為計算機控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集 、輸出和 通訊過程模塊。牛頓 7000 系列模塊體積小，安裝方便，可靠性高 等 9 優(yōu)點，其外形如圖 所示 。 圖 牛頓 7000 系列模塊 模擬量采集模塊 采用牛頓 7017， 該模塊為 八通道模擬輸入模塊，電壓輸入為 1~5VDC。 在連接過程中， 使用 7024 模塊的 1 通道 IN1 作為 上水箱液位 信號檢測 輸入通道 。 模擬量輸出模塊 模擬量輸出 模塊采用牛頓 7024， 該模塊為 四通道模擬輸出模塊，電流輸出為 4~20mADC，電壓輸出 為 1~5VDC。同時， 使用 7024 模塊的 1 通道 I01 作為管道流量的 電壓控制通道。 通信轉(zhuǎn)換模塊 通信模塊采用牛頓 7520，
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1