毕业设计---水箱液位控制系统设计

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1、毕 业 设 计 题 目 ： 水 箱 液 位 控 制 系 统 设 计 系 别 ： 电 气 工 程 系 专 业 ： 电 气 自 动 化 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 指 导 老 师 ： 目目 录录 1 任务书 2 摘要 . 3 1 绪论 4 1.1 过程控制的定义 4 1.2 过程控制的目的 4 1.3 过程控制的特点 5 1.4 过程控制的发展与趋势 5 2 锅炉进水流量定值控制系统的原理 6 2.1 人工控制与自动控制 6 2.2 锅炉进水流量定值控制系统的原理框图 . 7 2.3 锅炉进水流量定值控制系统的数学模型 8 3 锅炉进水流量定值控制系统的组成 11 3.1 被控制变量的选择 1

2、1 3.2 执行器的选择. 11 3.3 PID 控制器的选择. 15 3.4 液位变送器的选择 17 4 PID 控制规律 18 4.1 比例控制 18 4.2 积分控制 . 21 4.3 微分控制 21 4.4 比例积分控制 . 21 2 4.5 比例积分微分控制. 22 5 应用实例 . 22 5.1 液位控制在厕所中的应用 . 22 5.2 液位控制在汽车上的应用 . 23 总结 . 24 参考文献 . 25 任务书任务书 3 班 级 自动化 0901 学生姓名 指导教师 设计（论文）题目 锅炉进水流量定值控制系统设计 主要 研究 内容 设计供水锅炉的进水流量定值控制系统， 要求在采用

3、仪表控 制的情况下， 设计一个单回路控制系统， 系统使用 PID 调节器。 各 环节选用适当的仪表和器件，设计控制系统的控制方式，确定控 制器参数，并可以通过实验加以验证。分析不同控制方式的控制 规律和在不同控制方式下系统的特点。系统在上下水流量发生变 化时，能快速恢复到设定值。 主要技 术指标 或研究 目标 本过程控制系统，检测信号、控制信号及被控信号均采用 ICE 标准，即电压 1-5V，电流 4-20mA，供电要求：三相 380V 交 流电，24V 直流电。 通过本课题的设计，培养学生对自动控制系统的综合运用， 对自动化仪表的选型、参数设计和调试的能力，检验所学习专业 知识的综合利用能力

4、，为今后工作打好基础。 基本 要求 （1）设计锅炉进水流量定值控制的系统方案。 （2）各环节仪表的选型。 （3）设计控制系统的控制方式和 PID 参数。 （4）分析不同控制规律和不同参数下系统的特点。 主要参 考资料 及文献 1 过程控制系统和应用 俞金寿主编 机械工业出版社 2 过程控制与自动化仪表 侯志林主编 机械工业出版社 3 自动化仪表与过程控制 施仁主编 电子工业出版社 专业班级 自动化 09-1 学号 2009100599 姓名 李博恺 成绩 装 订 线 4 锅炉进水量定值控制系统设计 摘要摘要 在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问 题, 例如居民生活用水的

5、供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多 种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适 的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。因此液面高 度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法 对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。 PID 控制（比例、积分和微分控制） 是目前采用最多的控制方法。 本文主要是对锅炉进水流量定值控制系统的设计过程，涉及到液位的 动态控制、控制系统的建模、PID 算法、传感器和调节阀等一系列的知识。作为单 容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了 PID 算法，调 节

6、阀为电动调节阀。选用合适的器件设备、控制方案和算法，是为了能最大限度 地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。 关键词关键词： PIDPID 控制控制 ； 过程控制过程控制 ； 流量流量控制控制 1 1 绪论绪论 1 11 1 过程控制的定义过程控制的定义 生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力 5 发电等工业生产中连续的或按一定程序进行的生产过程的自动控制。电力拖 动及电动机运转等过程的自动控制一般不包括在内。凡是采用模拟或数字控 制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。 过程控 制是自动控制学科的一个重要分支，是对过程控制系统进 行分析与综合。 1