【文章內(nèi)容簡介】 1) { buf[2]=buf[1]。 delay1ms(100)。 buf[1]=buf[0]。 delay1ms(100)。 buf[0]= press。 delay1ms(100)。 sc=buf[2]*100+buf[1]*10+buf[0]。 } } /***************PID 服務(wù)程序 *************/ void PID( ) { double e0,e1,e2。 uchar du,out1。 uchar kp=10, kd=0,ki=0。// ts=1。 e0=e1。e1=e2。e2=(scuuu)。 //設(shè)定值 采集量 if(e2=0) { direction=1。 //設(shè)定值 采集量 0,電機(jī)正轉(zhuǎn) if(e2=20) //測得偏差值與設(shè)定 偏差值進(jìn)行比較，若不在設(shè)定范圍內(nèi)則滿功率運(yùn)轉(zhuǎn)。 {TR0=0。PWM=1。} else { du=kp*e2。//(e2e1)+ki*e2+kd*(e22*e1+e0)。 // PID 算法 out1=du。//+out0。 TR0=1。 //若到達(dá)設(shè)定范圍則調(diào)用 PID 程序 } } else if(e20) { direction=0。 //設(shè)定值 采集量 0,電機(jī)反轉(zhuǎn) if(e220) //測得偏差值與設(shè)定偏差值進(jìn)行比較，若不在設(shè)定范圍內(nèi)則滿功率反轉(zhuǎn)。 {TR0=0。PWM=1。} else { du=10*e2。//(e2e1)+ki*e2+kd*(e22*e1+e0)。 // PID 算法 out1=du。//+out0。 TR0=1。 //若到達(dá)設(shè)定范圍則調(diào)用 PID 程序 . } } out0=out1。 } /*********************PWM 輸出程序 *********************/ /*********************************************************/ // 定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序 . /*********************************************************/ void timer0() interrupt 1 { TR0=0 。 TH0=0xff 。 TL0=0xdb 。 TH1=0xffout0 。//初值等于模數(shù)減去計(jì)數(shù)個(gè)數(shù) TR1=1 。 PWM=1 。 //啟動(dòng)輸出 } /*********************************************************/ // 定時(shí)器 1 中斷服務(wù)程序 /*********************************************************/ void timer1() interrupt 3 { TR1=0 。 PWM=0 。 //結(jié)束輸出 TR0=1。 } /***************主函數(shù) **************************/ main() //主程序 { TMOD=0x21 。 //0b0010 0001 timer0 模式 1（ 16 位） timer1 自動(dòng)重裝載 TH0=0xfc 。 //1ms 延時(shí)常數(shù) 12M TL0=0x18 。 //頻率調(diào)節(jié) TH1=0x7f。 //高電平時(shí)間調(diào)節(jié) TL1=0 。 EA=1。 ET0=1。 ET1=1。 while(1) {if(sw==1) {AD_val()。//調(diào)用 TCL549 采集處理 display(uuu)。 } else {KB_Scan1()。 display(sc)。 } PID()。} } 目 錄 第一章 過程控制儀表課程設(shè)計(jì)的目的意義 ......................... 1 設(shè)計(jì)目的 ....................................................1 課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用 ................................... 1 第二章 流量控制系統(tǒng) （實(shí)驗(yàn)部分） ................................. 2 控制系統(tǒng)工藝流程 ............................................2 控制系統(tǒng)的控制要求 ..........................................3 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試 .............................................. 4 第三章 HPF 脫硫工藝流程及控制要求 ................................. 6 控制 系統(tǒng)工藝流程 ................................................ 6 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 .................................................. 7 第四章 總體設(shè)計(jì)方案 .................................................. 8 設(shè)計(jì)思想 ......................................................... 8 總體設(shè)計(jì)流程圖 ..............................................8 硬件設(shè)計(jì)概要 ................................................8 硬件選型 ......................................................... 9 硬件 電路設(shè)計(jì)系統(tǒng) 原理圖及其說明 ................................ 15 第五章 軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 17 軟件設(shè) 計(jì)流程圖及其說明 ......................................... 17 第六章 系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題及解決方法 ........................ 20 第七章 收獲、體會(huì) .................................................. 23 附錄 1 源程序及其說明 .............................................. 24 參考文獻(xiàn) ............................................................... 37 第一章 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的目的意義 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 本課程設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)來分析和解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生通過自己動(dòng)手對(duì)一個(gè)工業(yè)過程控制對(duì)象進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)與選型，促進(jìn)學(xué)生對(duì)儀表及其理論與設(shè)計(jì)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)過程經(jīng)常遇到的壓力、流量、液位及溫度控制系統(tǒng)，使學(xué)生將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來，有效的鞏 固與提高理論教學(xué)效果。 課程設(shè)計(jì)在教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用 本課程設(shè)計(jì)是為《過程控制儀表》課程而開設(shè)的綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)《現(xiàn)代檢測技術(shù)》、《自動(dòng)控制理論》、《過程控制儀表》、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》等前期課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合應(yīng)用，使學(xué)生 加深對(duì)過去已修課程的理解 ， 用本課程所學(xué)的基本理論和方法，運(yùn)用計(jì)算機(jī) 控制 技術(shù)，解決 過程控制 領(lǐng)域的實(shí)際問題 ， 為學(xué)生今后從事 過程控制 領(lǐng)域的工作打下基礎(chǔ) 。 因此本課程在教學(xué)計(jì)劃中具有重要的地位和作用。 第二章 流量控制系統(tǒng) （實(shí)驗(yàn)部分） 控制系統(tǒng)工 藝流程 說明： FT 為流量變送器， FC 為智能調(diào)節(jié)器， VL 為電動(dòng)閥， SSR 為固態(tài)繼電器控制輸出， Q 表示流量。圖 同。 M FC1 FT1 VL1 Q1 電加熱器 M SSR 圖 內(nèi)容器單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)工藝流程圖 給定量 Qs 偏差 Qi 調(diào)節(jié)器 D/A 電子閥 流量對(duì)象內(nèi)容器 擾動(dòng) f 流量變送器 無紙記錄儀 A/D 反饋 Qf + 圖 內(nèi)容器單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)方塊流程圖 PID 智能調(diào)節(jié)器 被控制量 Q1 給定量 Qs 偏差 Qi 調(diào)節(jié)器 FC1 調(diào)節(jié)閥 VL1 流量對(duì)象內(nèi)容器 流量檢測及變送器 FT1 反饋 Qf + Q1 乘法器 K 調(diào)節(jié)器 FC2 調(diào)節(jié)閥 VL2 流量對(duì)象 夾套 Q2 流量檢測及變送器 FT1 + 圖 雙閉環(huán)比值控制方塊流程圖 M FC1 FT1 VL1 Q1 電加熱器 M SSR 圖 雙閉環(huán)比值控制工藝流程圖 FT2 FC2 K Q2 控制系統(tǒng)的控制要求 單閉環(huán)控制 要求給定流量范圍為 0~400L/h，流量從 200L/h 穩(wěn)態(tài)向 300L/h 穩(wěn)態(tài)過渡的調(diào)節(jié)時(shí) 間不超過 100s，超調(diào)量不超過 5%，穩(wěn)態(tài)誤差不超過177。 5%. 雙閉環(huán)比值控制 主回路（圖 中 FC1 調(diào)節(jié)的回路）要求如單閉環(huán)控制要求，副回路（ FC2調(diào)節(jié)的回路）的比值 K 可在流量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) ~ 的比例控制，具體情況分為 ①主回路 Q1 穩(wěn)定，改變比值 K：副回路的調(diào)節(jié)時(shí)間不超過 100S，超調(diào)量不超過5%，穩(wěn)態(tài)誤差不超過177。 5% ②比值 K 確定，主回路 Q1隨給定 Qs 改變：在 Q1穩(wěn)定在給定 Qs后，副回路調(diào)節(jié)時(shí)間不超過 50s，超調(diào)量不超過 5%，穩(wěn)態(tài)誤差不超過177。 5% 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試 單閉環(huán)流量控制 ①在實(shí)驗(yàn)面板上接好線，確認(rèn)無誤后打開實(shí)驗(yàn)機(jī)柜電源和水泵開關(guān)； ②將智能調(diào)節(jié)器 FC1 設(shè)置為單路輸入內(nèi)給定、人工模糊自整定 PID 調(diào)節(jié)方式； ③調(diào)節(jié) PID 參數(shù)： 積分分離值為 0， 先使積分時(shí)間 TI為一較大值，微分時(shí)間 TD為 0；調(diào)節(jié)比例帶 P，使流量 Q1 能穩(wěn)定到給定值附近，且過渡時(shí)間不太大、超調(diào)量滿足工藝要求；再調(diào)節(jié)積分時(shí)間 TI，使流量 Q1的穩(wěn)態(tài)誤差減小以滿足工藝要求。若此時(shí)過渡時(shí)間也能達(dá)到工藝要求，則可以不要微分作用，若不能滿足則慢慢增加微分時(shí)間 TD，使調(diào)節(jié)時(shí)間減小以滿足工藝要求。 說明：在調(diào) 節(jié)比例帶 P 使流量能穩(wěn)定到給定值附近后，主要需解決的是減少穩(wěn)態(tài)誤差（減小 TI）、減少超調(diào)量（增加比例帶 P或積分時(shí)間 TI）和減少過渡時(shí)間（增加微分時(shí)間 TD 或減小積分時(shí)間 TI）， P、 TI、 TD這 3個(gè)參數(shù)主要需調(diào)節(jié)的是 P和 TI，觀察無紙記錄儀的響應(yīng)曲線，多試幾組參數(shù)，使流量控制達(dá)到工藝要求。 雙閉環(huán)比值控制 ①在 中單閉環(huán)流量控制已滿足工藝要求的前提下，將其做為主回路，不需再改動(dòng)其參數(shù)。 ②將調(diào)節(jié)器 FC2 設(shè)置為雙路輸入外給定、人工模糊自整定 PID 調(diào)節(jié)方式。 ③將比值器設(shè)置為加法方式，比例系數(shù) A=（ ~ 均可）， B=0。 ④ Q1 穩(wěn)定后，副回路的給定也就一定了。調(diào)節(jié) PID 參數(shù)（調(diào)節(jié)方法如單閉環(huán)控制），給調(diào)節(jié)器 FC2 選擇合適的 PID值以滿足工藝要求。 特別說明：以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的調(diào)試問題在第七章詳細(xì)講述，此處只說明步驟。 第三章 HPF 脫硫工藝流程及控制要求 控制 系統(tǒng)工藝流程 HPF 法脫硫是國內(nèi)新開發(fā)的技術(shù) ,它是以氨為堿源液相催化氧化脫硫新工藝 ,采用的催化劑 HPF 是一種復(fù)合催化劑 ,它對(duì)脫硫和再生過程均有催化作用。所產(chǎn)廢液完全可以回兌到煉焦 煤中 ,從而大大簡化了工藝流程。脫硫、脫氰效率較高 ,一般可達(dá)到塔后煤氣含 H2S≤ 100mg/m3，含 HCN≤ 300mg/m3。 HPF 法脫硫的工藝流程是 :鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣進(jìn)入預(yù)冷塔與塔頂噴灑的冷卻水逆向接觸 ,被冷卻為