1、目目 录录 1 引言. 2 系统分析 2.1 工艺流程分析. 2.2 对象特性分析. 2.3 控制需求分析. 3 控制系统设计与实现. 3.1 变量选择 3.2 控制方式设计. 3.3 回路模型建立. 4 系统仿真研究与实时监控平台设计. 4.1 通信连接. 4.2 监控画面. 4.3 数据字典. 4.4 实时仿真. 5 控制系统投运、参数整定与性能分析. 5.1 参数整定. 5.2 系统投运. 5.2 性能分析. 6 控制系统设备选型与电气控制图绘制. 6.1 设备选型 6.2 电气控制图 7 实验总结 8 参考文献 引引 言言 随着科学技术的快速发展，人们对过程控制提出了更高的要求，在许多
2、生产过程中， 要求两种或两种以上的物料流量成一定的比例关系混合进行反应，对物料比例的要求甚为 严格，如果不能满足要求，或是比例失调，将导致产品的质量达不到要求，以致造成损失， 严重时会导致事故的发生。研究比值控制系统很有必要，提高比值控制系统的进度及水平 具有深远意义。 根据系统工艺的要求及实际需要， 提出了流量比值控制的设计方案， 因为组态王开发 监控系统软件具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点，本设计着 重说明了组态王在设计开发流量比值控制系统中的运用。 该设计以电动调节阀和变频器为中心对主副回路的液体流量进行比例控制， 在实验室 A3000 装置上进行实验，回路采用涡
3、轮流量计和电磁流量计对流量信号进行实时采集，通 过与设定值进行比较对调节器进行控制，并采用 ADAM4000 的三个通讯模块和福光百特 仪表作为控制器接收并处理信号，把信号传输给调节阀或变频器，从而达到控制流量的效 果。 通过组态王、matlab 等仿真软件进行仿真，设计出具有友好人机交互界面的组态，实 现实时监控，有及时的数据显示，图形显示，PID 参数手动及自动控制等控制功能，并建 立动画连接，生成信息报告。 2 2 系统分析系统分析 2.1 工艺流程分析 在生产过程中， 根据工艺过程容许的负荷波动幅度、 干扰因素的性质和产品质量的要 求不同，实现对两种物料流量比值的控制方案也不同：开环比
4、值控制系统、单闭环比值控 制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。 双闭环比值控制系统是由一个定值控制的主动量控制回路和一个跟随主动量变化的从动 量随动控制回路组成，其流程图和方框图分别如图 1 和图 2 所示。 通过主动量控制回路 能克服主动量干扰，实现对主动量的定值控制；通过从动量控制回路抑制作用于从动量回 路的干扰，从而使主、从动量均比较稳定，能保持在一定的比值，使总物料量保持稳定。 双闭环比值控制系统常用于负荷变化或总的物料变化比较平稳的工业生产过程。 2.1 双闭环比值控制系统流程图 2.2 对象特性分析 电动调节阀的特性分析： 流通能力 Cv 值是电动调节阀的主要参数之一，定义
5、为当电动调节阀全开时阀两端压 差为 0.1MPa、流体密度为 1g/cm3 时每小时流经电动调节阀的流量数，也称流量系数，单 位为 t/h。电动调节阀的流量特性是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经电动调节阀 的相对流量与它的开度之间关系。电动调节阀的流量特性有线性特性、等百分比特性及抛 物线特性三种。等百分比特性（对数）等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系 在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百 分比是相等的。所以它的优点是流量小时流量变化小，流量大时则流量变化大，也就是在 不同开度上具有相同的调节精度；线性特性的相对行程和相对流量成直线关系，单位行程 的变化所引起的流量变化是不变的，流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相 对值变化大；抛物线特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的 中间特性。从上述三种特性的分析可以看出就其调节性能上讲，以等百分比特性为最优其 调节稳定、调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好，可根据使用场合的要 求不同挑选其中任何一种流量特性。 变频器分析： 变频器是应用变频技术与微电子技术， 通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电 动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流） 、滤波、逆变（直流变交流） 、
