報告示例1(僅供參考格式)

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1、汀冶次摩課程設計題目：基于組態(tài)軟件的液位一液位串級控制系統(tǒng)設計院系名稱：電氣工程學院專業(yè)班級：自動化1104學生姓名：張笑學號：201123910610指導教師：王偉生設計地點：31520設計時間：2014.06.23-2014.07.04設計成績：指導教師：木欄巾指導教師根據(jù)大綱要求審核后，填報成績并簽名。摘要單回路系統(tǒng)一般情況下都能滿足正常生產(chǎn)的要求，但是當對象容量滯后或純滯后較大，負荷和干擾變化比較劇烈而頻繁，或是工藝對產(chǎn)品質量提出較高要求吋，采用單回路就不太有效，于是就出現(xiàn)了串級控制。在串級控制中，采用兩個控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出，作為副

2、控制器的設定值，由副控制器的輸出去操縱調節(jié)閥，從而對主被控量有更好的控制效果。與單回路系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)多了一個副回路，只要擾動由副回路引人，則不等它影響到主參數(shù)，副回路立刻進行調節(jié)，這樣，該擾動對主變量的影響就會大大減小，從而提高了主變量的控制質量，所以說串級控制系統(tǒng)奮較強的抗干擾能力。關鍵詞：模塊串級控制組態(tài)王目錄1設計內容12設計要求13系統(tǒng)結構設計13.1控制方案13.2控制規(guī)律23.3過程儀表及過程模塊23.3.1液位變送器33.3.2電動調節(jié)閥43.3.3變頻器53.3.4水泵63.3.5模擬量采集模塊73.3.6模擬量輸出模塊73.3

3、.7通信轉換模塊73.3.8開關電源73.4硬件連接74系統(tǒng)組態(tài)設計94.1組態(tài)軟件介紹94.2系統(tǒng)組態(tài)圖114.3系統(tǒng)流程圖124.4數(shù)據(jù)詞典134.5組態(tài)両面144.6動両連接15設計心得17參考文獻18附錄程序代碼191設計內容通過某種組態(tài)軟件，結合實驗室已有設備，按照定值系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)較快較穩(wěn)的性能要求，采用雙閉環(huán)控制結構和PID控制規(guī)律，設計一個具有較美觀組態(tài)畫面和較完善組態(tài)控制程序的液位一液位串級過程控制系統(tǒng)。從而加深對過程控制系統(tǒng)基木原理的理解和對過程儀表的實際應用能力，培養(yǎng)運用組態(tài)軟件和計算機設計過程控制系統(tǒng)的實際能力。2設計要求

4、1.根據(jù)液位-液位串級過程控制系統(tǒng)的具體對象和控制要求，獨立設計控制方案，正確選用過程儀表。2.根據(jù)液位-液位串級過程控制系統(tǒng)A/D、D/A和開關I/O的需要，正確選用過程模塊。3.根據(jù)與計算機串行通訊的需要，正確選用RS485/RS232轉換與通訊模塊。4.運用組態(tài)軟件，正確設計液位-液位串級過程控制系統(tǒng)的組態(tài)圖、組態(tài)畫面和組態(tài)控制程序。3系統(tǒng)結構設計3.1控制方案串級控制系統(tǒng)是一種常見的復雜控制系統(tǒng)，它是根據(jù)系統(tǒng)結構命名的。一、基本原理：它是由兩個或者兩個以上的控制器串聯(lián)而成的，一個控制器的輸出是另一個控制器的給定值。二、結構：整個系統(tǒng)包括兩個控制

5、回路，即主回路和副回路。主回路有主控制器、副回路、主對象和主變送器構成；而副回路由副控制器、控制閥、副對象和副變送器構成。三、特點：與簡單控制系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)由于在結構上增加了一個副回路，所以有以K特點（1）、對于進入副回路的擾動具有較快、較強的克服能力。（2）、改善主控制器的廣義對象的特性。（3）、對符合和操作條件的變化有一定的自適應能力。（4）、副回路可以按照主回路的需耍更精確地控制操縱變量的質量流和能量流。四、應用場合：（1）、用于克服變化劇烈的和幅值大的干擾。（2）、用于時滯較大的對象。（3）、用于容量之后較大的對象。(4)、用于克服對象

6、的非線性。本控制系統(tǒng)屮，被控參量有兩個，上水箱的液位和K水箱的液位，這兩個參相的液位，量具有相關關系。上水箱的液位可以影響下水箱的液位，根據(jù)上下水箱的液位相關關系，故系統(tǒng)采用的串級控制。其中，內環(huán)控制上水箱的液位，外環(huán)控制下水系統(tǒng)遠行使下水箱的液位跟隨給定值，系統(tǒng)框圖如下圖3.1所示xl(t)fl⑴乜⑴y(t)xl(t),_'、e(t)u(t)g(t)iq(t)Vzl⑴汁算機計算機調節(jié)閥-液位液位-z2⑴液位變送器液位變送器，_圖3.1液位一液位串級控制系統(tǒng)框圖3.2控制規(guī)律本設計采用的是工業(yè)控制中最常用的PID控制規(guī)律，內環(huán)與外環(huán)的控制算法采用PID

7、算法，PID算法實現(xiàn)簡單，控制效果好，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，外環(huán)的輸出作為內環(huán)的輸入，內環(huán)跟隨外環(huán)的輸出。在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，乂稱PID調節(jié)。它結構簡單，參數(shù)易于調整，在長期的應用中積累了豐富的經(jīng)驗。其主要特點是：(1)技術成熟；PID調節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)理論中技術最成熟、應用最廣泛的控制方法，它的結構靈活，不僅可實現(xiàn)常規(guī)的PID調節(jié)，而且還可根據(jù)系統(tǒng)的要求，采用PT、PD、帶死區(qū)的PTD控制等；(2)不用需求出系統(tǒng)的數(shù)學模型；(3)控制效果好。雖然計算機控制是非連續(xù)的，但由于計算機的運算速度越來越快，因

8、此用數(shù)字PW完全可代替模擬調節(jié)器，并且能得到比較滿意的效果。3.3過程儀表及過程模塊本設計中共