计算机课程设计---基于组态软件的液位—流量串级过程控制系统

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1、 成绩成绩 计算机控制技术计算机控制技术 课程设计课程设计 题目：题目： 基于组态软件的液位基于组态软件的液位流量串级过程控制系统流量串级过程控制系统 1 计算机控制技术计算机控制技术 课程设计任务书课程设计任务书 题目：基于组态软件的液位题目：基于组态软件的液位- -流量串级过程控制流量串级过程控制 系统系统 设计目的设计目的 （1）加深对过程控制系统基本原理的理解和对过程仪表的实际应用能力。 （2）培养运用组态软件和计算机控制技术的实际能力。 设计要求设计要求 （1）根据液位-流量串级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-流量串级过程控制

2、系统 A/D、D/A 和开关 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-流量串级过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程 序。 3 基于组态软件的液位基于组态软件的液位- -流量串级过程控制系统流量串级过程控制系统 摘要：摘要：通过组态王软件，结合已学知识，按照液位流量串级过程控制系统的控制要求，根据快准 稳的性能要求，采用双闭环控制结构和 PID 控制规律，设计一个较美观的组态画面和较完善的组态 控制程序的液位流量串级过程控制系统。 关键词：关键词：组态王；系统组态；过程仪表

3、引言：引言： 随着现代工业生产过程向着大型、连续和强化方向发展，对控制系统的控制品质提出了日益增 长的要求。在这种情况下，简单的单回路控制已经难以满足一些复杂的控制要求。在单回路控制方 4 案基础上提出的串级控制方案，则对提高过程控制的品质有极为明显的效果。串级控制系统具有单 回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。因此，串级控制系统的 控制质量一般都比单回路控制系统好，而且串级控制系统利用一般常规仪表就能够实现，所以，串 级控制是一种易于实现且效果又较好的控制方法。 本课程设计课题讨论了一个简单的液位流量串级控制系统的设计方法及步骤。液位和流量是 工业生产过程中最常

4、用的两个测控参数，因此本课程设计课题具有较大的现实意义。 1 系统结构设计系统结构设计 1.11.1 控制方案控制方案 在本系统中被控参量有两个，上水箱液位和管道流量，这两个参量具有相关联系，流量的大小 可以影响上水箱液位，根据流量与液位的关系，故系统采用串级控制，内环为流量控制，外环为液 位控制。内环与外环的控制算法均采用 PID 算法，PID 算法实现简单，控制效果好，系统稳定性好。 外环液位控制器的输出作为内环流量控制器的设定值，流量控制器的输出来控制调节阀的大小，来 控制管道流量的大小，进而控制上水箱液位。 1.21.2 系统结构系统结构 图 1.2 控制系统框图 图 1.3 液位单回

5、路控制系统框图 控制系统的总体方框图 图 1.4 计算机控制上水箱液位和流量串级系统控制框图 2 2 过程仪表选择过程仪表选择 2.12.1 液位传感器液位传感器 5 液位传感器用来对上位水箱和下位水箱的液位进行检测，采用工业用的 DBYG 型扩散硅压力变 送器，本变送器按标准的二线制传输，采用高品质、低功耗精密器件，稳定性、可靠性大大提高。 可方便地与其它 DDZX 型仪表互换配置，并能直接替换进口同类仪表。效验的方法时通电预热 15 分钟后， 分别在零压力和满量程压力下检查输出电流。 在零压力下调整零电位器， 使输出电流为 4mA， 在满量程压力下调整量程电位器，使输出电流为 20mA。本

6、传感器精度为 0.5 级，因为为二线制，故 工作时需串 24V 直流电源。 液位传感器用来对上水箱和下位水箱的液位进行检测， 采用工业用的DBYG 型扩散硅压力变送器，0.5 级精度，二线制 4-20mA 标准信号输出。 2.22.2 电磁流量传感器、电磁流量转换器电磁流量传感器、电磁流量转换器 流量传感器用来对电动调节阀的主流量和干扰回路的干扰流量进行检测。根据本系统装置的特 点，采用工业用的 LDS-10S 型电磁流量传感器，公称直径 10mm，流量 00.3 3 m/h，压力 1.6Mpmax， 4-20mA 标准信号输出。可与显示，记录仪表，计算器或调节器配套。避免了涡轮流量计非线性与死 区大的致命缺点，确保实验效果能达到系统的要求。主要优点： (1)采用整体焊接结构，密封性能好； (2)结构简单可靠，内部无活动部件，几乎无压力损坏； (3)采用低频矩形波励磁，抗干扰性能好，零点稳定； (4)仪表反应灵敏，输出信号与流量成线性关系，量程比宽； 流量转换器采用 LDZ-4 型电磁流量转换器， 与