单容水箱液位定值控制系统1.doc

辽 宁 工 业 大 学 过程控制 课程设计（论文） 题目：单容水箱液位定值控制系统 院（系）： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字） 起止时间：2010年6月27日—7月8日 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 自动化 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计（论文）题目 单容水箱液位定值控制系统 课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 试设计单容水箱液位定值控制系统。具体设计要求如下: 确定控制对象的传递函数； 根据对象特征选择控制方案，给出相应闭环系统原理图； 根据设计方案选择相应的控制仪表； 通过仿真结果分析控制方案优缺点，仿真研究系统的抗干扰特性和跟踪特性（动态和静态性能）；给出带控制点的控制流程图和闭环系统原理图； 选择控制规律对设计系统进行仿真整定运行参数。 进度计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天，分散完成） 2、确定系统的控制方案，绘制PID图、系统框图。（1天，实验室完成） 3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数。（2天，分散完成） 4、确定控制器的控制规律、控制器正反作用方式以及保证系统无余差。（实验室1天） 5、仿真分析或实验测试、答辩。（3天，实验室完成） 6、撰写、打印设计说明书（1天，分散完成） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 随着工业的发展，液位控制在各种过程控制中的应用越来越广泛。水箱控制系统控制 第1章 绪论 1 第2章 课程设计的方案 3 2.1 概述 3 2.2 系统结构图 4 2.3 PID指令回路主要内容 5 第3章 实验设备 6 3.1 TKGK.1过程控制实验装置 6 3.1.1 系统组成 6 3.1.2 供水系统 7 3.1.3 控制对象 7 3.1.4 模拟PID调节器 7 3.2 变频器 8 3.2.1 变频器的种类、组成及功能 8 3.2.2 变频器的调速原理 9 3.3 传感器 10 3.3.1 传感器的定义和组成 11 3.3.2 传感器的特性 11 3.4 被控对象 11 第4章 软件设计 12 4.1 MCGS 工控组态软件介绍 12 4.1.1 MCGS工控组态软件的功能 12 4.1.2 MCGS 组态软件构成 12 4.2 MCGS工程的五大部分 12 第5章 实验数据及分析 14 5.1 稳定边界法（临界比例度法） 14 5.1.1 等幅振荡过程 14 5.1.2 PID控制原理 15 5.2 程序的运行与调试 15 5.3 比例控制及其调节过程 17 5.4 比例积分微分调节 18 第6章 课程设计总 20 参考文献 21 绪论 过程控制是自动技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到了广泛应用。尤其是液位控制技术在现实生活、生产中发挥了重要作用，比如，民用水塔的供水，如果水位太低，则会影响居民的生活用水；工矿企业的排水与进水，如果排水或进水控制得当与否，关系到车间的生产状况；锅炉汽包液位的控制，如果锅炉内液位过低，会使锅炉过热，可能发生事故；精流塔液位控制，控制精度与工艺的高低会影响产品的质量与成本等。在这些生产领域里，基本上都是劳动强度大或者操作有一定危险性的工作性质，极容易出现操作失误，引起事故，造成厂家的的损失。可见，在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响到工厂的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数。所以，为了保证安全条件、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。 液位控制工业最大的特点就是连续性，随着科学技术的迅猛发展，以液位控制为代表的连续工业逐步向大型化、连续化、自动化和集成化方向发展。为了提高竞争能力，液位控制工业在不断地通过提高自动化水平来提高产品质量、节省能源、降低成本以获取更加显著的经济效益。 从控制工程的观点看，液位控制有如下一些特点： ①液体工业生产往往伴随有物化反应、生化反应等，因此过程机理比较复杂； ②被控对象往往是大惯性、高维、大时滞