1、 过程控制系统课程设计 基于组态软件单容水箱过程控制系统 姓 名： 学 号： 班 级： 专 业： 指导教师： 目目 录录 1 设计目的与要求 1 1.1 设计目的 1 1.2 设计要求 1 2 系统结构设计 1 2.1 控制方案 1 2.2 系统结构 2 3 过程仪表选择 2 3.1 液位传感器 2 3.2 电磁流量传感器 3 3.3 电动调节阀 3 3.4 水泵 3 3.5 变频器 4 3.6 模块选择 4 4 系统组态设计 4 4.1 工艺流程图与系统组态图设计. 5 4.2 组态画面 5 4.3 数据字典 6 4.4 应用程序 6 4.5 动画连接 . 错误错误! !未定义书签。未定义书
2、签。 总结 . 12 参考文献. 12 附录 A 单回路控制系统 PID 控制算法. 13 附录 B PID 控制算法流程图 . 13 1 1 1. . 设计目的与要求设计目的与要求 1.1 1.1 设计目的设计目的 通过组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快 较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和 PID 控制规律，设计一个具有美观组态 画面和较完善组态控制程序的液位单回路过程控制系统。 1.2 1.2 设计要求设计要求 (1) 根据液位单回路过程控制系统的具体对象和控制要求， 独立设计控制方 案，正确选用过程仪表。 (2) 根据液位单回路过程控制系统 A/D、D/A 和
3、开关 I/O 的需要，正确选用 过程模块。 (3) 根据与计算机串行通讯的需要，正确选用 RS485/RS232 转换与通讯模 块。 (4) 运用组态软件，正确设计液位但回路过程控制系统的组态图、组态画面 和组态控制程序。 (5) 提交包括上述内容的课程设计报告。 2 2. . 系统结构设计系统结构设计 2.1 2.1 控制方案控制方案 整个过程控制系统由控制器、调节器、测量变送、被控对象组成。在本次控 制系统中控制器为计算机，采用算法为 PID 控制规律（见附录 A 和附录 B） ，调 节器为电磁阀，测量变送为 HB、FT 两个组成，被控对象为流量 PV。结构组成如 下图 2.2 所示。 当
4、系统启动后，水泵开始抽水，通过管道将水送到上水箱，由 HB 返回信号， 是否还需要抽水到水箱。若还需要（即水位过低） ，则通过电磁阀控制流量的大 小，加大流量，从而使下水箱水位达到合适位置；若不需要（即水位过高或刚好 2 合适） ，则通过电磁阀使流量保持或减小。其整个流程图如图 2.1 所示。 图 2.1 液位单回路控制系统图 2.2 2.2 系统结构系统结构 过程控制系统由四大部分组成，分别为控制器、调节器、被控对象、测量变 送。本次设计为流量回路控制，即为闭环控制系统，如下图 2.2. 计算机 控制器 电动 调节阀 管道 流量检测 传感器 _ PV SP PV1 图 2.2 液位单回路控制系统框图 3.3.过程仪表选择过程仪表选择 3.1 3.1 液位传感器液位传感器 液位传感器用来对上水箱液位的压力进行检测，采用工业的 DBYG 扩散硅压 力变送器， 本变送器按标准的二线制传输， 喜爱用高品质
