基于mcgs的液位控制系統(tǒng)設計的開題報告(編輯修改稿)
2024-12-28 23:11 本頁面
【文章內容簡介】 PC 機三部分組 成。該裝置結合了當今工業(yè)現場過程控制的實際，是一套集自動化儀表技術、計算機技術、通訊技術、走動控制技術及現場總線技術為一體的多功能試驗設備。 該系統(tǒng)包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數，可實現系統(tǒng)參數辨識，單回路控制，串級控制，前饋 反饋控制，季后控制，比值控制，解耦控制等多種控制形式。它即可作為本科、?？?、高職過程控制課程的實驗裝置，也可作為教師、研究生及科研人員對復雜控制系統(tǒng)、先進控制系統(tǒng)的研究提供一個物理模擬對象和實驗平臺。 三 、關鍵技術與解決方案 串聯雙容水箱在工業(yè)過程控制中應用非常廣泛。在 串聯雙容水箱水位的控制中，進水首先進人第一個水箱，然后通過第二個水箱流出，與一個水箱相比，由于增加了一個水箱，使得被控量的響應在時間上更落后一步，即存在容積延遲，從而導致更多課程設計、論文、畢業(yè)設計請訪問： 該過程的難以控制。串級控制是改善調節(jié)過程動態(tài)性能的有效方法，由于其超前的控制作用，可以大大克服系統(tǒng)的容積延遲。采用兩步整定法，通過 MCGS 組態(tài)軟件對整定過程及曲線進行實時監(jiān)控，直至達到主、副回路的最佳整定參數。 設計中通過實驗方法測定被控對象上水箱和下水箱在輸入階躍信號后的液位響應曲線和相關參數。使用 MATLAB軟件對實驗數據進行處 理。 （ 2）系統(tǒng)控制方案設計 本系統(tǒng)控制結構如圖 2所示，出水箱 (下水箱 )液位具有較大的延遲，進水箱 (上水箱 )液位具有明顯的導前作用，從而構成了以上水箱為副參數，下水箱為主參數的串級控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中的副回路可以很快的消除作用于內回路中的各種擾動，當有擾動 )(1 tn 作用于副對象 (上水箱 )時，副調節(jié)器能在擾動影響主控參數之前動作，及時克服進入副回路擾動；當擾動 )(2tn 作用于主對象 (下水箱 )時，由于副回路的存在也使系統(tǒng)的響應加快，消除擾動的影響，使主回路控制作用加強。 根據雙容水箱液位系統(tǒng)的過程特性和數學模型，選擇控制 器的控制規(guī)律如下：主調節(jié)器選擇比例積分微分控制規(guī)律 (PID)，對下水箱液位進行調節(jié)；副調節(jié)器選擇比例控制規(guī)律 (P)，對上水箱液位進行調節(jié)，并輔助主調節(jié)器對系統(tǒng)進行控制，整個回路構成雙閉環(huán)負反饋系統(tǒng) (如圖 2)。 在雙容水箱液位控制系統(tǒng)中，被控對象的液位變化是連續(xù)的，在遠程數據采集系統(tǒng)中計算機利用的是離散的信號，所以要對模擬 PID控制器進行離散化處理。 PID P D/A 調節(jié)閥 上 水箱 下水箱 輸出值 C )(2tn 監(jiān)測與變送器 2 A/D 監(jiān)測與變送器 1 A/D 給定值 R 圖 2 串級控制系統(tǒng)框圖 )(1 tn 更多課程設計、論文、畢業(yè)設計請訪問： 四、系統(tǒng)完成的功能 以 THJ 一 2 高級過程控制實驗裝置為基礎，采用串級 PID 控制方法設計建立了雙容水箱的數學模型，構成了以上水箱液位為副參數、下水箱液位為主參數的液位串級控制系統(tǒng)，在組態(tài)軟件 MCGS 中進行了實現，實驗測試結果表明，系統(tǒng)實現了對過程參數的無穩(wěn)態(tài)誤差控制，具有良好的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。 五、系統(tǒng)模塊設計 系統(tǒng)硬件設計框圖與元器件選擇 實驗設備包括： 1. THJ2型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置 2. 計算機、 MCGS工控組態(tài)軟件、 RS232/485轉換器 1只、串口線 1根 3. 萬用表 1只 液位控制系統(tǒng)主要是基于 THJ－ 2 型遠程數據采集過程控制裝置。系統(tǒng)的主要目的是
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