過(guò)程控制課程綜合設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-08-30 07:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2和5：外部電壓控制信號(hào)（0~5V）輸入端，2接信號(hào)正極，5接信號(hào)地端 。STF、STR：電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制端，當(dāng)STF與SD相連時(shí)電機(jī)為正轉(zhuǎn)，當(dāng) STR與SD相連時(shí)電機(jī)為反轉(zhuǎn)。其它： PC：外部晶體管公共端 、DC24V電源接點(diǎn)輸入端 。 SE：集電極開(kāi)路公共。 RUN：集電極開(kāi)路。 10：頻率設(shè)定用電源。4：頻率設(shè)定電流信號(hào)。 6）、RH、RM、RL：RH、RM、RL 分別與SD連接實(shí)現(xiàn)多段速度選擇。7）a、b、c：報(bào)警輸出。8）AM：模擬信號(hào)輸出。9）、RST：復(fù)位。10）、SD：輸入/輸出公共端。8）GK08 PLC可編程控制PLC結(jié)構(gòu)概述PLC可編程控制掛箱面板，如圖10所示，采用西門子S7200 PLC系列產(chǎn)品。PLC可編程控制面板上引出二路模擬量輸入端（AIAI2），一路模擬量輸出端（AO），十路開(kāi)關(guān)量輸入端（DI1—DI10），四路開(kāi)關(guān)量輸出端（DO1—DO4）。CPU為224，它集成14輸入/10輸出，總共有24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú) 圖10 GK08掛箱面板圖立的30KHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20KHz高速脈沖輸出。此外，還有1個(gè)RS485通訊/編程口，它具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。EM 235 模擬量擴(kuò)展模塊，具有4路模擬量輸入，2路模擬量輸出（實(shí)際的物理點(diǎn)數(shù)為：4輸入，1輸出）。PLC的編程環(huán)境軟件為：STEP 7Micro/WIN32 ，STEP 7Micro/WIN32 功能進(jìn)行編程。CPU通過(guò)PC/PPI 電纜或通過(guò)插在PG/PC上的CP 5511或 CP 5611網(wǎng)卡與PC/PPI電纜可以在Windows 95或Window 98下實(shí)現(xiàn)多主站模式。上位機(jī)的監(jiān)控軟件為：PROTOOL—CS、MCGS工控組態(tài)軟件以及人機(jī)控制（觸摸屏控制），這三種軟件都分別可以和PLC實(shí)現(xiàn)通訊，可以和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 實(shí)習(xí)步驟及數(shù)據(jù)記錄 變送器量程測(cè)量如下圖511連接線路，通過(guò)調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器，使輸出電壓電壓穩(wěn)定，將電壓表接至GK02的LT2,FT，記錄液位高度、流量值大小及相應(yīng)的電壓值填入表一。如下圖512連接線路，通過(guò)GK05位式、連續(xù)控制器掛箱控制加熱強(qiáng)弱及PID調(diào)節(jié)器控制水流量，使輸出電壓電壓穩(wěn)定，將電壓表接至GK01的TT，記錄溫度高低及相應(yīng)的電壓值填入表二。 圖511 液位、流量 量程測(cè)試接線圖 圖512 溫度量程測(cè)試連線圖表一 液位、電壓表液位L/cm電壓U/V由圖可得：Lmax=5*[()/()]=表二 溫度、電壓表溫度T/℃電壓U/V由圖可得：Tmax=5*[()/()]=100℃表三 流量、電壓表流量F/電壓U/V由圖可得：Fmax=5*[()/()]=對(duì)象測(cè)試（放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間τ）(1)液位對(duì)象1〉原理：?jiǎn)稳菟湟何婚_(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖如圖所示： 圖521單容水箱液位開(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖 圖522指數(shù)函數(shù) 設(shè)水箱的進(jìn)水量為Q1，出水量為Q2，水箱的液面高度為h，出水閥V2在零初始條件下，得：式中，T=R2*C為水箱的時(shí)間常數(shù)，K=R2為過(guò)程的放大倍數(shù)，也是閥V2的液阻，C 為水箱的底面積。輸出液位的高度為： 22 23 24 式（23）表示一階慣性環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)，如圖522所示。由式（24）%所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，就是水箱的時(shí)間常數(shù)T。該時(shí)間常數(shù)T也可以通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)響應(yīng)曲線作切線，此切線與穩(wěn)態(tài)值的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是時(shí)間常數(shù)T。 2〉步驟：按照?qǐng)D521的結(jié)構(gòu)框圖，完成系統(tǒng)的接線，如下圖：利用PID調(diào)節(jié)器的手動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié)輸出。觀察系統(tǒng)的被調(diào)量——水箱的水位是否趨于平衡狀態(tài)。若已平衡，記錄此時(shí)調(diào)節(jié)器手動(dòng)輸出值VO 以及顯示儀表LT1的讀數(shù)值。 圖523 液位對(duì)象參數(shù)測(cè)量接線圖迅速增調(diào)“手動(dòng)調(diào)節(jié)”電位器，使PID的輸出突加5%~10%，利用上位機(jī)監(jiān)控件記下由此引起的階躍響應(yīng)的過(guò)程曲線如圖214，并根據(jù)所得曲線填表四初始平衡：U0= L0=調(diào)節(jié)電壓：ΔU= 圖524 液位過(guò)程曲線表四 液位過(guò)程曲線數(shù)據(jù)T/min09101112161920222324L/cmK=(ΔL/Lmax)/(ΔU/Umax)=()/()=τ=0L1=*ΔL=*()= L=L1+L0=+=查上表可得：T=11min(2)溫度對(duì)象 1〉原理：溫度傳感器它是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。由于溫度的變化，導(dǎo)致了金屬導(dǎo)體電阻的變化。二位式溫度控制系統(tǒng)：被控對(duì)象是電加熱絲，被控制量是復(fù)合水箱內(nèi)套中的水溫T，溫度變送器把被控制量T轉(zhuǎn)變?yōu)榉答侂妷篤i，它與二位調(diào)節(jié)器設(shè)定的上限輸入Vmax 和下限輸入Vmin比較，從而決定二位調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)；調(diào)節(jié)器的輸出電壓V0（5V）作為執(zhí)行元件的控制信號(hào)。 圖525所示的系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)典型的非線性控制系統(tǒng)。當(dāng)被控制的水溫T減小到小于設(shè)定下限值時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出為V0，電
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