基于mcgs的鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)186250145-資料下載頁
2025-06-19 12:36本頁面
【正文】 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)贛ATLAB／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。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，%，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)曲線基本沒有太大波動(dòng)。 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)束語通過這次方向設(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。參考文獻(xiàn)[1]畢效輝，自動(dòng)控制理論[M]，北京，中國輕工業(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，過程控制系統(tǒng)[M]，武漢，武漢理工大學(xué)出版社，[4]邵裕森，過程控制工程[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，西門子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M]，北京，人民郵電出版社，[7]西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，深入淺出西門子S7200PLC[M]，北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2003[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，2010(6),3435[10]MCGS用戶指南[Z]附錄主程序電壓轉(zhuǎn)換子程序溫度采集子程序
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