液位控制系统课程设计 储槽液位控制系统.doc

湖南工程学院 课 程 设 计 课程名称 过程控制 课题名称 储槽液位控制系统 专 业 自动化 班 级 0701 学 号 3 姓 名 李敬杰 指导教师 沈细群 李亚 2010年 12 月 24 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DDC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 [1] 邵裕森，戴先中.过程控制工程(第二版).机械工业出版社 [2] 刘国荣，梁景凯.计算机控制技术与应用.机械工业出版社 [3] 周杏鹏 图1-1 单回路反馈控制系统 第2章 系统结构框图与工作原理 2.1 系统结构框图 将模拟过程控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的基于计算机的控制系统，如图2-1所示。 图2-1 储槽液位控制系统框图 过程控制系统，简单的说，就是采用计算机来实现的过程工业控制（含管理）系统。从控制系统引入计算机，可以充分利用计算机的运算、逻辑判断和记忆等功能完成多种控制任务实现复杂东芝规律。由于计算机只能处理数字信号，因此给定值和反馈要先经过A/D转换器将其转换为数字量，才能输入计算机。但计算机接受了给定量和反馈量后，依照偏差值，按某种控制规律进行运算（如PID运算），计算结果（数字信号）在经过D/A转换器，将数字 信号转换成模拟信号输出到执行机构，从而完成对系统的控制作用。 单回路系统结构简单，投资少，易于调整和投运，又能满足不少工业生产过程的控制要求，因此应用十分广泛。 2.2 工作原理 单回路过程控制系统亦称单回路调节系统，一般是指正对一个被控过程（调节对象），采用一个检测变松器检测被测过程，采用一个控制（调节器）来保持参数恒定（或在很小范围变化），其输出也只控制一个执行机构（调节阀）。从系统的款图看，只有一个闭环回路。单回路过程控制系统 是实现生产过程自动化的基本单元、其结构简单、投资少、易于调整和投运，能满足一般工业生产过程的控制要求、因此在工业生产小应用十分广泛，尤其适用于被控过程的纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓，或者控制质量要求不太高的场合。 单回路过程控制系统虽然简单，但它的分析、设计方法是其它各种复杂过程控制系统分析、设计的基础。因此，学习和掌握单回路系统的工程设计方法是非常重要的。 第3章 各单元软硬件 3.1 模拟控制对象系统 模拟控制对象系统由上、中、下三个水箱、热交换器及相应管路（含手动阀、转换阀）组成，上、中水箱由水泵供水。上、中两个水箱装有液位传感器；上水箱是一个复合式水箱，其中水箱内装有电加热器，电动搅拌器和PT100温度传感器。下水箱内置潜水泵。热交换器冷热流体管路上均装有涡轮流量计、温度传感器、阀门和水泵。水箱中的水位、水温以及供水的流量和热交换器冷热流体管路上的温度、流量、压力都可以用于构成控制系统的被控参数。管路任一个手动阀都可以作为干扰源，用以产生干扰信号，整个被控对象组成了一个复杂控制系统。 单回路控制系统主要包括实验台上的上水箱、中水箱、回水泵、循环泵、电子比例阀