过程控制课程设计（论文）.doc

过程控制系统课程设计 专 业： 设计题目： 班级：学生姓名：学号： 指导教师：分院： 教研室主任： 电气工程学院 一、 1.设计内容 针对某厂的液位控制过程与要求实现模拟控制，其工艺过程如下：用泵作为原动力，把水从低液位池抽到高液位池，实现对高液位池液位高度的自动控制。具体设计内容是利用西门子S7-200PLC作为控制器，实现对单容水箱液位高度的定值控制，同时利用MCGS组态软件建立单容水箱液位控制系统的监控界面，实现实时监控的目的。 2.设计要求 1、以RTGK-2型过程控制实验装置中的单个水箱作为被控对象、PLC作为控制器、静压式压力表作为检测元件、电动调节阀作为执行器构成一个单容水箱单闭环控制系统，实现对水箱液位的恒值控制。 2、PLC控制器采用PID算法，各项控制性能满足要求：超调量≤20%，稳态误差≤±0.1；调节时间ts≤2s； 3、组态测控界面上，实时设定并显示液位给定值、测量值及控制器输出值；实时显示液位给定值实时曲线、液位测量值实时曲线和PID输出值实时曲线； 4、选择合适的整定方法确定PID参数，并能在组态测控界面上实时改变PID参数； 5、通过S7-200PLC编程软件Step7实现PLC程序设计与调试； 6、分析系统基本控制特性，并得出相应的结论； 7、设计完成后，提交打印设计报告。 3.参考资料1.邵裕森,戴先中主编.过程控制工程(第2版).北京:机械工业出版社.2003 2.崔亚嵩主编.过程控制实验指导书（校内） 3.廖常初主编.PLC编程及应用(第2版).北京:机械工业出版社.2007 4.吴作明主编.工业组态软件与PLC应用技术.北京:北京航空航天大学出版社.2007 4.设计进度（20年月日至月日） 时间 设计内容 2012年12月4日～2012年12月5日 编制PLC控制程序，并上机调试； 2012年12月6日～2012年12月7日 利用MCGS组态软件建立该系统的工程文件 2012年12月10日～2012年12月12日 进行MCGS与PLC的连接与调试 进行PID参数整定 2012年12月13日～2012年12月14日 系统运行调试，实现单容水箱液体定值控制 2012年12月15日～2012年12月16日 写设计报告书 5.设计时间及地点 设计时间：周一五午：0～：0～实验楼、评语及成绩 评分标准 量化 分数 1.独立分析与解决问题的能力 较强 一般 不能 10 2组态界面设计、PLC程序编制及系统调试 界面 程序 硬件 分析 调试 35 3.报告撰写情况 规范 整洁 逻辑 杂乱 有错误 25 4.辅导答疑 认真 应付 消极 10 5.设计态度 认真 应付 消极 10 7.出勤 缺勤次数 10 附加评语 量化总分 课程设计成绩：指导教师：2012-12-15  目 录 绪论 1 第一章 课程设计内容与要求分析 2 1.1 课程设计内容 2 1.1.1 被控对象 2 1.1.2 液位控制的实现 2 1.2 课程设计要求分析 3 第二章 系统设计 4 2.1 系统组态的设计 4 2.1.1 MCGS组态软件概述 4 2.2 创建运行环境 5 2.2.1 用户窗口的建立 5 2.2.2 实时数据库 11 2.2.3 设备窗口及数据连接 11 2.3 系统PLC的设计 13 2.3.1 PLC的概述 14 2.3.2系统PLC设计 15 第三章 单容水箱液位恒值系统数据调试 19 3.1 PID的控制原理及参数整定 19 3.1.1比例（P）控制及调节过程 19 3.1.2积分（I）控制及调节过程 19 3.1.3微分（D）控制及调节过程 20 3.1.4 参数整定 21 3.2比例(P)的调节过程 23 3.3 PI的调节过程 23 3.4 PID调节器 24 3.5 P 、PI、PID比较与结论 25 课程设计总结 27 参考文献 28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，