基于mcgs的鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-08-17 15:20本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】選定下位機(jī)進(jìn)行通信。能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全。機(jī)制、工藝過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、趨勢(shì)曲線等功能。分析相關(guān)控制參數(shù)并設(shè)置的整個(gè)控制系統(tǒng)。1）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)；合適類型的檢測(cè)元件；3）根據(jù)要求繪制系統(tǒng)控制流程圖。設(shè)計(jì)控制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)鍋爐溫度控制并進(jìn)行模擬顯示，有效考慮反饋調(diào)節(jié)。論文摘要，中英文均要求。作為重要的工業(yè)設(shè)備，在保證其安。全和穩(wěn)定運(yùn)行的情況下則應(yīng)考慮其自動(dòng)生產(chǎn)，提高自動(dòng)運(yùn)行能力及工作效率?，F(xiàn)代化成為必然。究和探索，力爭(zhēng)將鍋爐實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)達(dá)到安全、高效的高度。確定的，當(dāng)給熱量和散熱量平衡時(shí)爐溫保持在給定的范圍內(nèi)。控制器根據(jù)實(shí)際偏差。值的具體情況按照指定規(guī)律發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，控制被控量的大小，使溫度恢復(fù)到給定值的范圍內(nèi)，生活鍋爐主要是在低壓情況下運(yùn)行，為日常生活提供熱水，亦可稱為熱。使用率較高等因素被受親睞，但是其能提供的能量較少因此使用的規(guī)模不大。
【正文】 輸出參數(shù)性質(zhì)配置界面 13 報(bào)警及系列連鎖程序 程序除了溫度采集、電壓大小轉(zhuǎn)換、 PID 程序以外還需要設(shè)計(jì)報(bào)警程序以及程序連鎖等系列附加程序，保證設(shè)備安全運(yùn)行。添加的附加程序有：超溫報(bào)警、超絕對(duì)高溫停機(jī)保護(hù)、無(wú)水不加熱程序等。這類程序雖然在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)動(dòng)作，但是在各類突發(fā) 情況出現(xiàn)時(shí)能直接處理或者安全停機(jī)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。這些功能的具體程序見(jiàn)附錄。 控制系統(tǒng)仿真及參數(shù)整定 在 PID 參數(shù)整定中，工程整定法因其固有的優(yōu)點(diǎn)而受到廣大工程技術(shù)人員的歡迎。同時(shí)工程整定法中的穩(wěn)定邊界法由于簡(jiǎn)單易行而仍在廣泛的使用，但是穩(wěn)態(tài)邊界法在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)中還是有其固有的弱點(diǎn)，如在做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須把控制系統(tǒng)調(diào)到等幅震蕩，這樣就可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)設(shè)備受到損壞。此時(shí)，我們就想到利用軟件仿真的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) PID 參數(shù)的整定，而 MATLAB／Simulink 就給我們提供了一個(gè)良好的軟件平臺(tái)。下面我們?cè)?MATLAB／ Simulink 仿真環(huán)境下整定水箱溫度 PID 控制參數(shù)。 常規(guī)的 PID 參數(shù)整定 根據(jù) PID 控制模型，利用 SIMULINK 靈活的非線性設(shè)計(jì)功能，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)對(duì)象分析及建模分析，綜合實(shí)際情況可建立 SIMULINK 模型如圖 9 所示： 圖 9 PID控制的 SIMULINK模型 根 據(jù)傳遞函數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié) PID 的各個(gè)參數(shù)，得到不同數(shù)組下的曲線并對(duì)比分析。當(dāng) Kp=100 、 KI= 、 KD=50 的時(shí)候運(yùn)行 SIMULINK 模型，得到仿真曲線圖如圖 10 所示，得到理想的 PID 運(yùn)行曲線。 14 圖 10 Kp=100 、 KI= 、 KD=50時(shí)的仿真曲線圖 從圖 11 可以看出系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)有比較小穩(wěn)態(tài)誤差，超調(diào)量為 %，在暫態(tài)時(shí)最大超調(diào)量比較大，曲線也比較陡峭，這么長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間要求非常高的控制系統(tǒng)，所以還必須進(jìn)一步調(diào)整控制參數(shù)，以使得系統(tǒng)工作在最佳的控制狀態(tài)，通過(guò)多次試驗(yàn)，當(dāng) Kp=50、 KI=、 KD=50 時(shí)得到最佳的控制效果如圖 11所示。 圖 11 Kp=50、 KI=、 KD=50時(shí)的仿真曲線圖 15 在不改變參數(shù)的情況下，給系統(tǒng)加一個(gè)干擾，如圖 12所示： 圖 12 PID加擾動(dòng)的 SIMULINK模型 運(yùn)行 SIMULINK模型得到相應(yīng)的仿真曲線如圖 13所示： 圖 13 PID加擾動(dòng)的仿真曲線 根據(jù)圖常規(guī) PID的抗干擾性測(cè)試看出，本次試驗(yàn)得到的參數(shù)還是比較理想的。經(jīng)過(guò)常規(guī) PID的抗干擾測(cè)試，可以看出系統(tǒng)的響應(yīng)曲線基本沒(méi)有太大波動(dòng)。 16 上位機(jī)界面及監(jiān)控 設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)采用 MCGS 作為上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)對(duì) PLC 及運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)視工藝流程及各類參數(shù)，同時(shí)可通過(guò)上位機(jī)可直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行操作，上位機(jī)具體界面如 圖14。 圖 14 組態(tài)界面 6 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)這次方向設(shè)計(jì)，我有了很大的收獲。首先感謝指導(dǎo)老師王順利老師，他的悉心指導(dǎo)才使我做方向設(shè)計(jì)步步深入，同時(shí)感謝大學(xué)以來(lái)所有給我上課的老師，他們傳授的知識(shí)讓我大學(xué)有了很大的收獲；第二：以前學(xué)習(xí)的很多理論知識(shí)很多已經(jīng)忘記，這次設(shè)計(jì)使得我必須重新翻書(shū)查閱以前學(xué)習(xí)的知識(shí)，這是對(duì)以前知識(shí)的鞏固；第三：明白了學(xué)習(xí)不能光動(dòng)腦不動(dòng)手，有很都看似已經(jīng)弄懂了的知識(shí)在實(shí)際中完全不知怎么用，所以只有實(shí)踐才能發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，才能把知 識(shí)掌握得更加牢固，同時(shí)還能提高自己的動(dòng)手能力，才能發(fā)現(xiàn)書(shū)本上的知識(shí)與實(shí)際運(yùn)用是有很大的差距的。第四：要學(xué)會(huì)與他人交流，有交流就會(huì)有進(jìn)步。 17 參考文獻(xiàn) [1]畢效輝，自動(dòng)控制理論 [M]，北京，中國(guó)輕工業(yè)出版社， [2]薛定宇，控制系統(tǒng)極端及輔助設(shè)計(jì) [M]，北京，清華大學(xué)出版社， [3]方康玲，過(guò)程控制系統(tǒng) [M]，武漢，武漢理工大學(xué)出版社， [4]邵裕森，過(guò)程控制工程 [M]，北京，機(jī)械工業(yè)出版社， [5]陳建明，電氣控制與 PLC應(yīng)用 [M]，北京，電子工業(yè) 出版社， [6]柴瑞娟，西門(mén)子 PLC高級(jí)培訓(xùn)教程 [M]，北京，人民郵電出版社， [7]西門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，深入淺出西門(mén)子 S7200PLC[M]，北京，北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [8]S7200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè) [Z] [9]楊 靖，基于 PID算法的 S7200PLC鍋爐水溫控制系統(tǒng) [J]， 機(jī)床電器 ， 2020(6),3435 [10]MCGS用戶指南 [Z] 18 附錄 主程序 19 電壓轉(zhuǎn)換子程序 20 溫度采集子程序
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