温度控制系统课程设计--储液罐温度控制系统

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1、 目录目录 第一章 绪论 . 1 1.1 概述 1 1.2 过程控制系统介绍 1 1.2.1 过程控制的基本概念. 1 1.2.2 过程控制的任务及要求 . 1 1.2.3 过程控制系统的特点. 2 1.2.4 过程控制系统的组成. 3 1.3 储液罐温度控制系统的总体设计方案 3 第二章 系统硬件的设计 4 2.1 I/O 设备的选用 . 4 2.2 I/O 点分配 . 5 2.3 硬件连接及板卡的设置 6 第三章 系统软件的设计 7 3.1 软件的介绍 . 7 3.2 控制系统的组态设计 7 第四章 调试结果及分析 .17 4.1 调节器参数的整定方法 17 第五章 心得体会.19 参考文

2、献20 过程控制设计报告 第 1 页 共 21 页 第一章第一章 绪论绪论 1.1 概述 在平时的学习过程中，对于被控对象控制系统的数学模型、传感器检测过 程、PLC 控制算法编程过程、控制信号输出及执行器操纵控制被控变量的实时 过程等方面知识可能会感到很抽象而难以理解掌握，或者一知半解。而且掌握 的理论知识也只是纸上谈兵，毕竟，理论与实践相差的距离很大。因此，我们 应该将所学的理论知识很好的应用于实际中去，这样才能真正掌握其实质。本 次课程设计的利用组态王设计储液罐的温度控制系统就是从实践这方面出发， 应用现有设备，实现一个属于我们自己的温度控制系统的设计。 1.2 过程控制系统介绍 1.2

3、.1 过程控制的基本概念 过程控制是生产过程自动控制的简称， 是自动化技术的一个重要组成部分， 是在工业系统中，为了控制过程的输出，利用统计或工程上的方法处理过程的 结构、运作方式或其演算方式。处理过程控制的系统可称为过程控制系统。 过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生 产中连续的或按一定周期与程序进行的生产过程自动控制。在现代工业生产过 程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳 动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。 1.2.2 过程控制的任务及要求 工业自动化涉及的范围极广，过程控制是其中最重要的一个分支。它主

4、要 针对所谓六大参数，即温度、压力、流量、液位（或物位） 、成分和物性等参数 的控制问题。它能覆盖许多工业部门，诸如石油、化工、电力、冶金、轻工、 纺织等等，因而，过程控制在国民经济中占有极其重要的地位。 过程控制设计报告 第 2 页 共 21 页 工业生产对过程控制的要求是多方面的，最终可以归纳为三项要求，即安 全性、经济性和稳定性。安全性是指在整个生产过程中，确保人生和设备的安 全，这是最重要的也是最基本的要求。通常采用参数越限报警、事故报警和连 锁保护等措施加以保证。现在由于工业企业高度连续化和大型化的特点，提出 了在线故障预测和诊断，设计容错控制系统等来进一步提高运行的安全性。经 济性

5、，指在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少，也就是要求 生产成本低而效率高。最后一项稳定性的要求是指系统具有抑制外部干扰，保 护生产过程长期稳定运行的能力。因为，工业生产环境不是固定不变的，它们 会或多或少地影响稳定生产。 过程控制的任务就是在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性 的基础上，根据上述三项要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采 取适宜的技术手段加以实现。可以说，过程控制是控制理论、工艺知识、计算 机技术和仪器仪表等知识相结合而构成的一门应用科学。 2在研究探索的实践 中，可能形成一门更适合工业过程控制特点的新的控制理论，从而使过程控制 迅速提高到一个新的

6、水平，这不是没有道理的。 1.2.3 过程控制系统的特点 过程控制系统与其他自动控制系统相比，有如下几个特点： (1).生产过程的连续性 在过程控制系统中，大多数被控过程都是以长期的或间歇形式运行，在密 闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。 (2).被控过程的复杂性 过程控制涉及范围广：石化过程的精馏塔、反应器；热工过程的换热器、 锅炉等。 被控对象较复杂：动态特性多为大惯性，大滞后形式，且具有非线性、分 布参数和时变特性。 (3).控制方案的多样性 被控过程对象特性各异，工艺条件及要求不同， 过程控制系统的控制方案 非常丰富。包括：常规 PID 控制、改进 PID 控制、串级控制、前馈-反馈控制、 解耦控制；为满足特定要求而开发的比值控制、均匀控制、选择性控制、推断 过程控制设计报告 第 3 页 共 21 页 控制；新型控制系统，如模糊控制、预测控制、最优控制等。 1.2.4 过程控制系统的组成 一个过程控制系统一般由两部分组成。 需要控制的工艺设备或机器(被控过程) + 自动控制装置 （反应器、 精馏塔、 换热器、压力罐（控制器、执行器、测量元件及变送器）储槽、加热炉