过程控制课程设计自动化管琴华详解.doc

湖南工程学院 课 程 设 计 课程名称 过程控制系统 课题名称 贮槽液位控制系统设计 专 业 自动化 班 级 0904 学 号 200901020434 姓 名 管琴华 指导教师 沈细群 李亚 2012 年 12月 23日 湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 过程控制系统 课 题 贮槽液位控制系统设计 专业班级 自动化0904 学生姓名 管琴华 学 号 200901020434 指导老师 沈细群 审 批 任务书下达日期 2012年 12月17日 任务完成日期 2012年 12 月25日 设计内容与设计要求 设计内容： 在工业生产过程中，液体贮槽设备如进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等应用十分普遍，为保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡，因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出，要求设计一个液位控制系统。 设计要求： 1）确定系统设计方案； 2）选择相应的仪器设备； 3）MCGS软件组态相应的监控画面； 4）完成控制算法程序设计； 5）在plc控制装置中进行调试； 主 要 设 计 条 件 假设贮槽设备是一水箱，生产工艺要求水箱液位应保持在，设计控制系统满足该要求。 说 明 书 格 式 课程设计任务书 目录 系统总体方案选择与说明 系统结构框图与工作原理 各单元硬件设计说明及计算方法 软件设计与说明（包括流程图） 调试结果与必要的调试说明 使用说明 程序清单 10、总结 11、参考文献 附录 附录A 系统原理图 附录B 程序清单 进 度 安 排 设计时间为两周 第一周 星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍 下午：借阅有关资料，总体方案讨论 星期二、确定总体设计方案 星期三、选择相应的仪器设备，进行控制算法设计 星期四、控制算法编程 星期五、控制算法编程 第二周 星期一、MCGS组态监控画面 星期二、MCGS组态监控画面，在DDC装置上进行调试 星期三、在DDC装置上进行调试 星期四、写说明书 星期五、上午：写说明书，整理资料 下午：交设计资料，答辩 参 考 文 献 前 言 随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化仪表已经进入了计算机控制装置时代。在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中，以温度、流量、物位、压力和成分为主要被控变量的控制系统都称为“过程控制”系统。 液位是工业过程生产中经常遇到的控制对象之一，对所需要的液位控制对象进行精确的控制，关系到产品的质量，是保障生产效果和安全的重要问题。因而，液位的控制具有重要的现实意义和广泛的应用前景。近年来，随着控制理论的深入研究，出现了许多新的控制算法。但是，以PID为原理的各种控制器仍然是过程控制中不可或缺的基本控制单元。根据液位控制系统的特点，设计合适的PID控制器对其进行液位控制，不仅成本低而且控制效果很好，具有较高的价值。 本文通过实验的方法，确立的被控对象的数学模型。并采用多种方法确定被控对象的传递函数。主要完成了以下工作：首先建立系统的整体方案，是单回路还是串级或者还是前馈反馈等等，然后机理法建模对水箱进行数学建模确定控制方式，是P控制还是PI控制还是PID控制，设计出整个系统的方框图，根据方框图选定各个环节的设备，然后进行硬件连接，软件组态MCGS后和硬件设备进行通讯连接，根据调节规律进行调试，并对实验结果进行分析。 【关键词】：过程控制 PID控制 软件组态MCGS 目 录 第 1 章 概 述 1 1.1 课题设计的目的 1 1.2 课题设计的要求 1 第 2 章 系统方案选择与设计 2 2.1 系统方案选择 2 2.2 系统的设计 2 第 3 章 系统硬件的设计 6 3.1 硬件设备的选择 6 3.1.1 液位检测变送装置 6 3.1.2 ICP7017_A/D转换模块 6 3.1.3 ICP7