1、 自动控制原理课程设计自动控制原理课程设计 课题： 锅炉液位控制系统 系 别： 电气与控制工程学院 专 业： 自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 电控学院 2011 年 1 月 6 日 1 1、设计目的：、设计目的： 通过课程设计使学生掌握如何应用微型计算机结合自动控制理论中的各种 控制算法构成一个完整的闭环控制系统的原理和方法； 掌握工业控制中典型闭环 控制系统的硬件部分的构成的工作原理和设计及其使用方法； 掌握控制系统中典 型算法的程序设计方法；掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、执行器和 调节阀的功能、过程控制仪表的 PID 控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论 知识的理解与综
2、合应用能力，进而提高解决实际工程问题的能力。 2、设计要求、设计要求 设计一个单回路液位控制系统，合理选择 PID 控制规律，掌握测控对象参数 检测方法、变送器的功能、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的 PID 控制参 数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高解决 实际工程问题的能力。 3 3、总体设计、总体设计 锅炉液位控制系统是以液位测量信号作为唯一的控制信号， 即水位测量信号 经变送器送到水位调节器，调节器根据测量值与设定值的偏差去控制给水调节 阀，从而改变给水量以保持水位保持在允许的5%误差范围之内。锅炉液位控制 系统是由锅炉内胆、变送器、调节器（控制器）
3、、给水调节阀及相关电路组成， 其工作原理如图所示。 （一） 、课题任务（一） 、课题任务 （1）确定总体方案：总体方案是只针对所设计的任务、要求和条件，根据 LT 103 给定值 图 2 锅炉液位过程控制示意图 Qo h Qi FV101 已经掌握的知识和资料从全局着眼，将总体功能要求合理地发、分配给若干单元 电路，并画出一个能够表示各单元功能和总体工作原理的框图。在分析比较各种 资料的基础上，发挥自己的创造力，设想几种系统方案，从设计的合理性、技术 的先进性、运行的可靠性和制作的经济性等方面，分别进行技术论证和经济效益 的比较，最后确定总体方案。 （2）选择元器件：控制系统设计的关键之一是选
4、择合适的元器件并组合成 系统。因此，在设计过程中，不但要考虑传感变送器的选择，也要考虑执行期的 选择，以及他们在控制系统中的作用。 选择元器件，必须根据三个要素： 、根据设计要求和具体方案，选择满足技术性能指标的元器件。 、根据市场货源情况的性能价格比，选择元器件。 、在保证系统达到功能指标要求的前提下，应尽量减少元器件的品种、间 隔、体积等。 （3）确定控制器的参数：在确定控制算法的基础上确定控制器相应的参数， 包括比例系数、微分时间常数、积分时间常数等。 （4）对所设计的系统进行仿真，以验证设计的准确性：对所设计的系统进行 MATLAB 仿真。若相关参数的设置不理想，可根据所得结果进行相应的调整。 （二） 、被控参数的选择（二） 、被控参数的选择 按照控制内容的要求，选择锅炉内胆的液位高度为被控参数。 （三） 、被控变量的选择（三） 、被控变量的选择 影响锅炉内胆液位的变量有进水流量和出水流量， 可以通过控制进出水阀的 开度进行控制液位。此次控制过程采用保持出水量一定，把进水量作为控制对象 进行控制。 控制方案的选择控制方案的选择 干扰
