【文章內容簡介】 CH400H2S000AIR000008910111213H2O0CO200CH40000H2S00AIR0 實驗流程計算結果 plus模擬計算出來的的實驗數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)圖中可以看出，1號2號分別是進水線與進氣線，5號線為產品氣線，利用這套模擬裝置所計算出來的產率為96%。第五章 自動控制簡介 自動控制設計思路通過使用aspen plus進行模擬計算得到各個參數(shù)包括進料流量、塔壓、水位等各個參數(shù)的數(shù)值后，利用這些數(shù)值將設計出整套流程的自動控制系統(tǒng)來大大提高高壓水洗的效率。對于整體流程，我采用西門子PLC可編程控制器來設計整體自動控制系統(tǒng)，在選用具體的PLC編程軟件中，我選用西門子S7200作為編程軟件，對于流量、壓力、液位等各個參數(shù)中，我具體使用PID算法來控制，利用PID控制能更快速、穩(wěn)定、準確的達到參數(shù)值，PID控制又稱比例積分微分控制[7]。再次過程中，我使用MCGS對整個過程進行監(jiān)控，觀察系統(tǒng)運行的狀況，然后通過PID控制，是系統(tǒng)能達到最穩(wěn)定的狀態(tài)。 PLC簡介 可編程控制器概念可編程控制器簡稱PLC，它是一種使用數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是在工業(yè)環(huán)境下專門設計出來的一種軟件?？删幊炭刂破鞯膽孟喈攺V泛，影響大，是現(xiàn)代工業(yè)自動化的主要設備之一?？删幊炭刂破鳜F(xiàn)在已經被廣泛地應用在自控行業(yè)的各個領域。可編程控制器是用來進行編程的一個軟件，它是用來執(zhí)行程序口令的運算以及控制，執(zhí)行口令進行計算定是等，并通過數(shù)字模擬的輸入或者輸出端口，控制各種類型的機械設備或生產過程?？删幊炭刂破髟谧詣踊袠I(yè)運用非常廣泛，他的運算速度相當快，運算結果準確，并且它的體積小，重量輕，能耗也特別的低，其在未來的工業(yè)發(fā)展中的應用將會越來越廣泛[8]，隨著自動化行業(yè)的興起，可編程控制器將會是一個極具發(fā)展前景的控制器。：1. 中央處理單元(CPU)中央處理器屬于可編程控制器的控制中樞，在可編程控制器中扮演著重要的角色，它接受并存儲用戶輸入的編程與數(shù)據(jù)，并且診斷系統(tǒng)中的語言錯誤以及電源故障等問題，接受設備掃描輸入的數(shù)據(jù)，進行用戶所規(guī)定的邏輯運算等功能。 PLC內部結構2. 存儲器存儲器是用來存放各種系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)的地方；用戶程序存儲器是存放PLC用戶程序應用。存儲器用來存儲系統(tǒng)讀入、運行狀態(tài)等各種數(shù)據(jù)。3. 輸入輸出接口（I/O模塊）PLC的輸入輸出接口是讀入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)的接口，輸入接口通過各種行程開關、磁性開關、模擬量等輸入數(shù)據(jù)，通過電機、氣缸等執(zhí)行元件進行數(shù)據(jù)輸出。4. 通信接口通信接口是PLC與外部設備進行通信的接口。通信接口的形式多樣，最基本的有UBS,RS232,RS422/RS485等的標準串行接口。5. 電源電源是給PLC提供電源的裝置，它在可編程控制器中起著重要的作用。它用來將外部供電電源轉變成供PLC內部的CPU、存儲器和I/O接口等電路工作所需要的直流電[9]。 可編程控制器的工作原理 PLC程序執(zhí)行過程，可編程控制器是通過數(shù)據(jù)掃描的方式進行數(shù)據(jù)輸入的，接著數(shù)據(jù)輸入后存進緩存寄存器內，然后進行程序執(zhí)行，通過讀寫的方式將數(shù)據(jù)存入內部緩存寄存器，然后輸出所存電器，再輸出端子刷新，接著輸出數(shù)據(jù)。其程序執(zhí)行過程可以分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個階段：1） 輸入處理在輸入處理階斷，可編程控制器將掃描的所有的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)一次存入映像區(qū)的相應的單元內。它是采用掃描的方式進行數(shù)據(jù)的輸入的。而他所輸入的數(shù)據(jù)屬于脈沖信號，因此其寬度必須大于一個掃描周期，在此情況下，所有的輸入就都能被讀入。2）程序處理在程序處理階段，PLC總是總是采用自上而下的方式用用戶程序進行掃描的。當掃描每一個梯形圖的時候，又總是從梯形圖的左側的控制線路開始掃描，并且它總是按先左后右、先上后下的順序對控制線路進行邏輯運算然后根據(jù)邏輯運算的結果，對處于系統(tǒng)存儲區(qū)的邏輯線圈的狀態(tài)進行刷新處理；或者對I/O印象去的對應的位置的輸出線圈進行刷新處理；以及決定程序特殊功能指令是否需要執(zhí)行。在執(zhí)行用戶功能程序的時候，只有在映像區(qū)的內輸入點的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化。而其他在映像區(qū)以及存儲區(qū)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)可能會發(fā)生變化。而且排在梯形圖上面的執(zhí)行結果會對下面的可能會用到這些線圈或數(shù)據(jù)的起作用；相反，排在梯形圖下面的已經被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能在下一個掃描周期的時候上面的程序起到作用。3） 輸出處理當結束程序處理階段后，PLC開始實現(xiàn)輸出處理。在輸出處理期間，中央處理器按照映像區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)對所有的電路進行刷新處理，然后通過相應的輸出處理控制相應的外部設備?？删幊炭刂破鲬撍闶钦麄€自動控制系統(tǒng)的核心，它需要完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)輸出以及控制外部設備等工作。因此我們在選擇可編程控制器時，需要考慮可編程控制器是否具有豐富的語言指令、是否能及時實施數(shù)據(jù)處理、是否準確處理數(shù)據(jù)快速有效地對外部設備輸出控制信息等。因此依據(jù)以上選擇條件，我選用西門子PLC S7200作為我的可編程控制器。S7200型PLC具有價格低廉，操作簡單，性價比高等優(yōu)點，是現(xiàn)如今小型控制系統(tǒng)比較適用的一款軟件。西門子公司的PLC具有較高的可靠性，對外通訊簡單可擴展性好，它所涵蓋的語言指令豐富?？梢院唵蔚倪B上計算機，多自控系統(tǒng)實現(xiàn)檢測控制。 PID控制算法在實際的自控操作中，PID算法是一種運用最為廣泛的算法，它對于控制流量、壓力、溫度等都具有非常好的效果。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量來進行控制的[10]。 PID控制系統(tǒng)原理圖，上述系統(tǒng)主要由被控對象和PID控制組成。作為一種線性控制，它控制偏差e(t)通過設定值r(t)以及實際的輸出值y(t)進行構成，通過線性組合將偏差按照比例、積分和微分的方式來構成控制量u(t)，對被控對象進行控制?？刂破鞯妮斎胼敵鲫P系可描述為：式中：e(t)=r(t)u(t)，Kp為比例放大系數(shù)，Ti為積分時間常數(shù)、Td為微分時間常數(shù)。1） 比例（P）控制比例控制是為了讓控制系統(tǒng)的偏差信號 e(t)能及時