基于plc的液位控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)1組(編輯修改稿)
2024-07-24 18:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)程的放大系數(shù)，；——過(guò)程的純時(shí)延時(shí)間。二階雙容下水箱對(duì)象特性在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，被控過(guò)程往往是由多個(gè)容積和阻力構(gòu)成，這種過(guò)程稱為多容過(guò)程?，F(xiàn)在，以具有自衡能力的雙容過(guò)程為例，來(lái)討論其建立數(shù)學(xué)模型的方法。0Q000 雙容過(guò)程及其響應(yīng)曲線（a）所示為兩只水箱串聯(lián)工作的雙容過(guò)程。其被控量是第二只水箱的液位，輸入量為與上述分析方法相同，根據(jù)物料平衡關(guān)系可以列出下列方程 （29）為了消去雙容過(guò)程的中間變量、將上述方程組進(jìn)行拉氏變換。雙容過(guò)程的數(shù)學(xué)模型為 （210） 1/C1s1/R21/C2s1/R3——— 雙容過(guò)程方框圖式中：——第一只水箱的時(shí)間常數(shù)，；——第二只水箱的時(shí)間常數(shù)，；——過(guò)程的放大系數(shù)，；——分別是兩只水箱的容量中國(guó)計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院 過(guò)程控制工程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)3串級(jí)控制系統(tǒng)及PID參數(shù)隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，對(duì)于某些比較復(fù)雜的過(guò)程或者生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)效益、安全運(yùn)行、環(huán)境保護(hù)等要求更高的場(chǎng)合，單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足其需求。為了提高控制品質(zhì)，在單回路控制方案的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了串級(jí)控制系統(tǒng)。串級(jí)控制系統(tǒng)采用兩套檢測(cè)變送器和兩個(gè)調(diào)節(jié)器，前一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個(gè)調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。圖 串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖前一個(gè)調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測(cè)和控制的變量稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標(biāo)；后一個(gè)調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測(cè)和控制的變量稱副變量（副被控參數(shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。整個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測(cè)變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過(guò)程構(gòu)成；主回路由主變量檢測(cè)變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過(guò)程和主過(guò)程構(gòu)成。一次擾動(dòng)：作用在主被控過(guò)程上的，而不包括在副回路范圍內(nèi)的擾動(dòng)。二次擾動(dòng)：作用在副被控過(guò)程上的，即包括在副回路范圍內(nèi)的擾動(dòng)。在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)副回路，不僅能及早克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，而且又能改善過(guò)程特性。副調(diào)節(jié)器具有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具有“細(xì)調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。其特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：一、改善了過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)控制質(zhì)量。二、能迅速克服進(jìn)入副回路的二次擾動(dòng)。三、提高了系統(tǒng)的工作頻率。四、對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性較強(qiáng)。、副調(diào)節(jié)器正反作用方式的確定 一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)正常工作必須保證采用的反饋是負(fù)反饋，及其主通道各環(huán)節(jié)放大系數(shù)極性乘積必須為正值。串級(jí)控制系統(tǒng)有兩個(gè)回路，主、副調(diào)節(jié)器作用方式的確定原則是要保證兩個(gè)回路均為負(fù)反饋。確定過(guò)程是首先判定為保證內(nèi)環(huán)是負(fù)反饋副調(diào)節(jié)器應(yīng)選用那種作用方式，然后再確定主調(diào)節(jié)器的作用方式。各環(huán)節(jié)放大系數(shù)極性的正負(fù)是這樣規(guī)定的：對(duì)于調(diào)節(jié)器 ，當(dāng)測(cè)量值增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則為負(fù)值（即正作用調(diào)節(jié)器）；反之，為正（即反作用調(diào)節(jié)器）。調(diào)節(jié)閥為氣開。則為正，氣關(guān)為負(fù)。過(guò)程放大系數(shù)極性是：當(dāng)過(guò)程的輸入增大時(shí)，即調(diào)節(jié)閥開大，其輸出也增大，則為正，反之，為負(fù)。，由于副回路可以簡(jiǎn)化成一個(gè)正作用方式環(huán)節(jié)，主對(duì)象作用方式為正，主測(cè)量變送環(huán)節(jié)為正。根據(jù)單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中介紹的閉合系統(tǒng)必須為負(fù)反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，即閉環(huán)各環(huán)節(jié)比例度乘積必須為正，故主調(diào)節(jié)器均選用反作用調(diào)節(jié)器，副調(diào)節(jié)器均選用反作用調(diào)節(jié)器。 PID參數(shù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法調(diào)整PID參數(shù)的方法中較常用的是擴(kuò)充臨界比例度法,其最大的優(yōu)點(diǎn)是，參數(shù)的整定不依賴受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，直接在現(xiàn)場(chǎng)整定、簡(jiǎn)單易行。擴(kuò)充比例度法適用于有自平衡特性的受控對(duì)象，是對(duì)連續(xù)時(shí)間PID控制器參數(shù)整定的臨界比例度法的擴(kuò)充。擴(kuò)充比例度法整定數(shù)字PID控制器參數(shù)的步驟是：（1）預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期。一般說(shuō)應(yīng)小
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