【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能。主從流量的選擇 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，選擇出水流量為主動(dòng)量，進(jìn)水流量為從動(dòng)量，構(gòu)成雙閉環(huán)系統(tǒng)控制，系統(tǒng)控制方框圖如下圖23所示。圖23比值控制系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)采用比值控制系統(tǒng)，而雙閉環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)則是比單閉環(huán)控制增加了主流量控制回路。當(dāng)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)處于運(yùn)行中，要是主動(dòng)到干擾發(fā)生波動(dòng)則主動(dòng)量回路對(duì)其進(jìn)行定值控制，使主動(dòng)量一直穩(wěn)定在給定值附近，同時(shí)從動(dòng)量控制回路也會(huì)隨主動(dòng)量的波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)從動(dòng)量受到擾動(dòng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)，從動(dòng)量控制回路對(duì)其進(jìn)行定值控制，使從動(dòng)量始終穩(wěn)定在定值附近，而主動(dòng)控制回路不受從動(dòng)量波動(dòng)的影響。 3控制系統(tǒng)總體方案與硬件實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)使用實(shí)驗(yàn)室已有的“過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”完成設(shè)計(jì)，它是基于工業(yè)過程的物理模擬對(duì)象，它集自動(dòng)化儀表技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)為一體的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。該系統(tǒng)包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)，單回路控制，串級(jí)控制，前饋—反饋控制，比值控制，解耦控制等多種控制形式。過程控制系統(tǒng)由四大部分組成，分別為控制器、調(diào)節(jié)器、被控對(duì)象、測(cè)量變送。本次設(shè)計(jì)為流量回路控制，即為閉環(huán)控制系統(tǒng)，如下圖31所示。圖31 雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，雙閉環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)是在單閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，增加了主流量控制回路。在雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)工作時(shí)，若主動(dòng)到干擾發(fā)生波動(dòng)則主動(dòng)量回路對(duì)其進(jìn)行定值控制，使主動(dòng)量始終穩(wěn)定在給定值附近，同時(shí)從動(dòng)量控制回路也會(huì)隨主動(dòng)量的波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)從動(dòng)量受到擾動(dòng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)，從動(dòng)量控制回路對(duì)其進(jìn)行定值控制，使從動(dòng)量始終穩(wěn)定在定值附近，而主動(dòng)控制回路不受從動(dòng)量波動(dòng)的影響。通過從動(dòng)控制回路的調(diào)節(jié)控制使從動(dòng)量的實(shí)際值與該輸入值吻合，即從動(dòng)控制量的實(shí)際值與主動(dòng)量變動(dòng)后的數(shù)值相對(duì)應(yīng)，保持主動(dòng)量和從動(dòng)量的比值不變。和單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)相比，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)如下：（1) 控制系統(tǒng)更為穩(wěn)定：對(duì)主動(dòng)量的定值控制克服了干擾對(duì)主動(dòng)量的影響，因此主動(dòng)量變化平穩(wěn)，從動(dòng)量也將平穩(wěn)，進(jìn)而系統(tǒng)的總物料流量穩(wěn)定，更好地滿生產(chǎn)工藝要求。（2) 系統(tǒng)更易于調(diào)節(jié)：當(dāng)需要改變主動(dòng)量的設(shè)定值時(shí)，主動(dòng)量控制回路通過調(diào)節(jié)控制使主動(dòng)量的輸出值改變?yōu)樾略O(shè)定值，同時(shí)從動(dòng)量也將隨主動(dòng)量按給定比化。本系統(tǒng)中主動(dòng)量為出水流量，從動(dòng)量為進(jìn)水流量，通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水流量跟隨出水流量變化。單閉環(huán)比值控制能使兩種物料間的比值較精確，方案實(shí)現(xiàn)起來方便，僅用一個(gè)比值器即可。 此方案適合于要求兩流量之比一定，負(fù)荷變化不大，而對(duì)總流量變化無要求的情況。本系統(tǒng)采用單閉環(huán)比值控制，其中支路的流量為主流量，支路 的流量為副流量。整個(gè)系統(tǒng)使用兩個(gè)水泵一個(gè)電磁流量計(jì)一個(gè)渦輪流量計(jì)以及電磁調(diào)節(jié)閥，而電磁調(diào)節(jié)具有滯后性，因此本系統(tǒng)是一個(gè)具有滯后性能的控制系統(tǒng)受控對(duì)象: 管道。 受控變量: 支路流量。 操作變量: 支路流量。 擾動(dòng)變量: 閥門開度的變化?？刂圃韴D和方塊圖如圖32所示。圖 32比值控制系統(tǒng)原理圖和方塊圖 PC機(jī)與智能調(diào)節(jié)器的連接 當(dāng)一臺(tái)PC機(jī)與一臺(tái)智能調(diào)節(jié)器進(jìn)行通信連接，查看所用計(jì)算機(jī)主機(jī)箱后的RS232C串口數(shù)量、位置和幾何特征；查看計(jì)算機(jī)與智能調(diào)節(jié)器的串口連接線及其端口。在計(jì)算機(jī)與智能調(diào)節(jié)器通電前，將傳感器與智能調(diào)節(jié)器相連。一般的PC機(jī)會(huì)具有RS232通信接口，若調(diào)節(jié)器也具有RS232通信接口，當(dāng)兩者通信距離比較近并且是一對(duì)一的通信時(shí)，二者可通過電纜直接連接。注意，在用串口線將智能調(diào)節(jié)器與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，調(diào)節(jié)器與計(jì)算機(jī)嚴(yán)禁通電，否則容易燒毀串口。 由于一個(gè)RS232接口只能連接一臺(tái)RS232儀表，當(dāng)PC機(jī)與多臺(tái)具有RS232接口的調(diào)節(jié)器通信時(shí)，可使用RS232/RS485接口轉(zhuǎn)化器，將計(jì)算機(jī)上的RS232接口轉(zhuǎn)換為RS485接口，在信號(hào)進(jìn)入調(diào)節(jié)器前再使用RS485/RS232轉(zhuǎn)換器將RS485接口轉(zhuǎn)換為RS232接口，再與調(diào)節(jié)器相連。 當(dāng)PC機(jī)與多臺(tái)具有RS485接口的調(diào)節(jié)器通信時(shí)，由于兩端設(shè)備接口電氣特性不一，不能直接相連，因此，也采用RS232接口到RS485接口轉(zhuǎn)換器將RS232接口轉(zhuǎn)換為RS485信號(hào)電平，再與調(diào)節(jié)器相連。如果PC機(jī)直接提供RS485接口，與多臺(tái)具有RS485接口的調(diào)節(jié)器通信時(shí)不用轉(zhuǎn)換器可直接相連。RS485接口只有兩根線要連接，有+、端（或成A、B端）區(qū)分，用雙絞線將所有調(diào)節(jié)器的接口并在一起即可。 PC機(jī)與智能調(diào)節(jié)器系統(tǒng)連接并設(shè)置參數(shù)后，可進(jìn)行串口通信調(diào)試。運(yùn)行“串口調(diào)試助手”程序，首先設(shè)置串口號(hào)、波特率、校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、停止位等參數(shù)（與儀表參數(shù)設(shè)置一致），選擇十六進(jìn)制顯示和十六進(jìn)制發(fā)送方式，打開串口。在發(fā)送指令文本框先輸入讀指令：81 81 52 0C，單擊“手動(dòng)發(fā)送”按鈕，1號(hào)表返回?cái)?shù)據(jù)串；再輸入讀指令82 82 52 0C，單擊“手動(dòng)發(fā)送”按鈕，2號(hào)表返回?cái)?shù)據(jù)串；再輸入讀指令：83 83 52 0C，單擊“手動(dòng)發(fā)送”按鈕，3號(hào)表返回?cái)?shù)據(jù)串。本系統(tǒng)使用實(shí)驗(yàn)室已有的“過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”完成設(shè)計(jì)，它是基于工業(yè)過程的物理模擬對(duì)象，它集自動(dòng)化儀表技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)為一體的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。該系統(tǒng)包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)，單回路控制，串級(jí)控制，前饋—反饋控制，比值控制，解耦控制等多種控制形式。 根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)主調(diào)節(jié)器和從調(diào)節(jié)器的參數(shù)如表31和32所示。 參數(shù)符號(hào) 賦值上限報(bào)警（HIAL） 100正偏差報(bào)警（dHAL） 105控制方式（Ctrl） 1積分時(shí)間（I） 10輸入規(guī)矩（Sn） 33輸入上限顯示值（dIH） 100輸出下限（oPL） 0系統(tǒng)功能（CF） 2下限報(bào)警（LOAL） 0負(fù)偏差報(bào)警（dLAL） 105比例帶（P）