基于plc的鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)設計_課程設計論文-閱讀頁
2024-09-20 18:01本頁面
【正文】 檢測電路的設計 由于該設計的目的是控制水位穩(wěn)定，而整個控制系統(tǒng)的基礎是對水位的準確測量，因此水位能否準確測量直接關系到控制質(zhì)量的優(yōu)劣。本系統(tǒng)采用雙室平衡容器進行液位信號的采集，用差壓變送器對液位信號進行變送。該型號變送器可以將微小差壓轉(zhuǎn)換成 4—— 20mA DC 信號。 根據(jù)控制方案我們可以知道流量傳感器用于測量給水流量和蒸汽流量，這兩個信號可以有效地改善控制質(zhì)量，因此合理的選擇流量傳感器能夠有效的改善整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量。該流量計的 部分 技術參數(shù)如下： 內(nèi)蒙古科技大學過程控制課程設計論文 10 ① 測量介質(zhì)：蒸汽、汽體、液體 ② 傳感器的感應元件不直接與被測介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定、可靠性高 ③ 傳感器內(nèi)無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單而牢固，壓損小、維擴量小、使用壽命長 ④ 范圍度寬達 10： 1～ 15： 1 ⑤ 測量范圍：正常工作范圍，雷諾數(shù)為 20， 000～ 7， 000， 000；輸出信號不受液體溫度、壓力、粘度及組份影響。% ； 蒸 汽 ， 指 示 值的 177。 電機是鍋爐汽包供水的動力設備，電機的準確選型關系到汽包能否準確供水進而影響到汽包水位的 穩(wěn)定 ，經(jīng)查閱資料可知選用 功率為 100Kw 的三相異步電動機完全可以滿足工作要求 ，由于使用變頻調(diào)速不必選用繞線 型異步電動機，選用鼠籠型電機就可以滿足要求。 變頻器是電機的供能設備 ， 合理選擇變頻器關系到電機能否正常工作為汽包供水。 該 變頻器可以輸入 380V480V 50/60Hz 三相交流電 ， 輸出 380480V三相 交流電并通過控制信號控制其輸出頻率，其容量是 149Kw，可以 滿足設備內(nèi)蒙古科技大學過程控制課程設計論文 11 功率要求。 至此，系統(tǒng)硬件電路設計完成，系統(tǒng)的總體框圖如圖 。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)采用了總分的形式，即 PLC 一直在運行主控制程序，然后主控制程序根據(jù)各種 條件來運行和調(diào)用各子程序，用來實現(xiàn)各種功能。系統(tǒng)的程序設計框圖如圖 。 在控制系統(tǒng)中，按照給定信號和反饋信號之間的偏差的比例（ P）、積分（ I）和微分（ D）進行控制的 PID 控制器是應用最為廣泛的一種自動控制器。 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活 ， 可以方便的改變?yōu)?PI、 PD、 PID 等控制器 。 比例系數(shù) 可以選負數(shù)，這主要是由執(zhí)行機構(gòu)、傳感器以及控制對象的特性決定的。 提高無差度。積分作用的強弱取決 于 積分時間常數(shù) Ti。反之 Ti 大則積分作用弱 ， 加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降 ， 動態(tài)響應變慢。 內(nèi)蒙古科技大學過程控制課程設計論文 14 微分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響 微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率 ， 具有預見性 ， 能預見偏差變化的趨勢 。在微分時間選擇合適情況下可以減少超調(diào) ， 減少調(diào)節(jié)時間。此外微分反應的是變化率 ， 當輸入沒有變化時微分作用輸出為零 ，因此 微分作用不能單獨使用 ， 需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合組成 PD 或 PID 控制器。 整定的基本方法 （ 1）臨 界比例度法 (閉環(huán)整定） ①首先將調(diào)節(jié)器的積分時間置于最大，微分時間置零，比例度置為較大的數(shù)值 ②等系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對設定值施加一個階躍變化，并減小δ直到出現(xiàn)等幅振蕩曲線為止。 （ 2）衰減曲線法 (閉環(huán)整定） 衰減曲線法與臨界比例法類似。Δ s、 Ts、 Tp 按經(jīng)驗公式計算δ、 Ti、 TD。 （ 4）現(xiàn)場實驗整定法 現(xiàn)場實驗整定法，實質(zhì)上是一種經(jīng)驗試湊法，所以也稱為經(jīng)驗法。若曲線還不夠理想，則改變調(diào)節(jié)器的δ、 Ti 和Td 的數(shù)值，進行反復試湊，以尋求“最佳”的整定參數(shù)，直到控制質(zhì)量符合要求為止。 ⑵ 調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)的正負號 氣開式調(diào)節(jié)閥 Kv 為“ +”； 氣關式調(diào)節(jié)閥 Kv 為“ ”。 ⑷ 變送器的放大系數(shù) Km 為正號 根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關形式；按被控過程特性，確定其正、反作用；根據(jù)組成系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)極性相乘必須為正的原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式。 內(nèi)蒙古科技大學過程控制課程設計論文 16 總結(jié) 為期兩周的過程控制課程設計即將結(jié)束，這兩周感覺過的好快，也感覺過的好充實。所以在做設計的時候就感覺很吃力，很困難。 通過本 次設計使我們對以前所學的理論知識有了進一步地理解，深化了我們所學過的知識，并 增強了我們獨立分析和獨立解決工程實踐中的問題的能力以及用所學的知識進行工程設計的能力 。在做設計的過程中我們掌握并熟練了許多軟件的用法，如： Word、 AutoCAD、 visio 等，增強了我們軟件學習的能力，也為日后踏上工作崗位后自我學習能力打下了良好的基礎。 雖然我們以前有過幾次動手鍛 煉的機會，但那遠遠還不能滿足我們作為當代大學生的標準 。 最后，在這 兩 周課程設計中對幫助過我的老師和同學表示衷心地感謝 ！ 內(nèi)蒙古科技大學過程控制課程設計論文 17 參考文獻 [1] 李文濤 ,過程控制 ,北京 :科學出版社， 2
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