過程控制儀表課程設(shè)計(jì)論文報(bào)告-液位控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-02-17 18:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為OFF時(shí)，表示水塔水位高于水塔下限水位。當(dāng)水塔液面高于水塔上限水位時(shí)，則水塔上限水位開關(guān)S4為OFF，水泵停止。當(dāng)水塔水位低于下限水位，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，水泵不能啟動(dòng)。水塔液位控制系統(tǒng)框圖：調(diào)節(jié)器2液位變送器2水 泵水塔液位變送器1調(diào)節(jié)器1電磁閥水 池副調(diào)節(jié)器2副調(diào)節(jié)器1 水塔液位控制系統(tǒng)框圖 由于電磁閥的開關(guān)是需要一個(gè)過程的，而且控制水池與水塔中水位要能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定，需要考慮很多方面。比如需要水泵的抽水量要與電磁閥門處的級水量保持一個(gè)穩(wěn)定的范圍，才不會(huì)使電磁閥的開度始終搖擺不定，或者是使水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)大小變化太大，這樣會(huì)減小電動(dòng)機(jī)的壽命，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒壞或者是出現(xiàn)事故。通過水塔液位控制系統(tǒng)的示意圖可知，主要對變送器的選擇和電子執(zhí)行器的選擇：（1）變送器的選擇：此處需要兩個(gè)液位變送器為LSRY或者LART，液位變送器1：安裝在水池上的變送器，輸入量程為0——100mm水，變送輸出為4——20mA；它控制這水池的上下限報(bào)警控制以及電磁閥的開度問題；液位變送器2：安裝在水塔上的變送器，輸入量程為0——100mm水，變送輸出為4——20mA；它控制這水塔上上下限報(bào)警控制以及水泵的功率大小。（2）電子執(zhí)行器的選擇：電子式調(diào)節(jié)閥微電子大流量調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輸入4——20mA電流信號，對應(yīng)閥門輸出開度0——100%。在我們選擇電子執(zhí)行器時(shí)要盡量選擇步長較短的電子執(zhí)行器。（3）水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也需要用電子式控制方式，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輸入4——20mA電流信號，對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)功率為0——Pmax。由以上的系統(tǒng)控制框圖可知，由于水池控制回路與說他的控制回路之間存在相互關(guān)聯(lián)，相互耦合，電磁閥和水泵是由單回路一和單回路二的輸出共同影響的，構(gòu)成了雙輸入雙輸出的變量控制系統(tǒng)，因此在使用控制算法的時(shí)候就要用到解耦控制使系統(tǒng)框圖變得簡單。解耦控制的原理：解耦控制的主要目的就是通過設(shè)計(jì)解耦補(bǔ)償裝置，使各控制器只對各自相應(yīng)的被控量施加作用，從而消除回路的相互影響。就相當(dāng)于將一個(gè)多變量控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換成為一個(gè)對角線矩陣，這樣就可以使各控制回路之間是相互獨(dú)立的。 這個(gè)系統(tǒng)用到的到的電子開關(guān)很多，所以選擇有S7—200PLC來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制，雖然PLC的成本較高，但是水塔系統(tǒng)是一個(gè)較大的工程，需要比較穩(wěn)定的控制硬件來實(shí)現(xiàn)，所以相比之下，用PLC是最好的選擇。而S7—200PLC是德國西門子公司生產(chǎn)的一種小型PLC，其許多功能達(dá)到大、中型PLC的水平，而價(jià)格卻和小型PLC的一樣，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易的組成PLC網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡單，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。一下有PLC的具體優(yōu)點(diǎn)：高可靠性（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。（5）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對話的接口模塊。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。編程簡單易學(xué)PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。（單純的邏輯控制） 水塔液位控制系統(tǒng)的主電路圖 水塔液位控制系統(tǒng)的主電路圖 I/O接口的分配表41 水塔液位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表輸入信號輸入變量名輸出信號 輸出變量名水塔上限位電磁閥水塔下限位水泵水池上限位水池下限指示燈a1水池下限位水池上限指示燈a2控制開關(guān)水塔下限指示燈a3水塔上限指示燈a4報(bào)警指示燈a5注意：水塔上下限位的開關(guān)是由液位變送器1給出的信號控制完成的水池的上下限位的開關(guān)是有液位變送器2給出的，他需要采用A/D轉(zhuǎn)換
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1