过程控制系统实训介绍.doc

过程控制系统实训 实训题目： 液位流量串级控制系统 实训班级： 1220391 小组成员： 任文华 28 张琮斌 29 杨宇飞 09 黄李全 43 张 野 39 指导老师： 李 莎 实训日期： 2015年7月1日 液位流量串级控制系统(计算机控制) 一、实训要求 通过组态王软件，结合实验室已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用PID控制规律，设计一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的液位流量串级控制系统。具体要求如下： 1、根据液位流量串级控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。 2、根据液位流量串级控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。 3、根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。 4、运用组态软件，正确设计液位流量串级控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。 5、得出控制系统的控制历史曲线图，并进行分析处理。 二、实训目的 通过实训加深了解串级控制系统的基本概念、串级控制系统的结构组成。掌握串级控制系统的参数整定。 三、方案的确定 此次实验共有3种方案供选择: 1.使用牛顿模块 2.构建集散控制系统DCS 3.通过PLC实现 下面对3种方案进行了介绍分析: 牛顿模块具有组态简单、采集的信号稳定、抗干扰能力强、编程容易等众多优点，每一单一的牛顿模块都是地址可编程的，它使用 01 - FF 两位地址代码，因此，一条RS485总线上可以同时使用255个牛顿模块，如果RS485总线上挂接的都是ND-7017的话，意味着整个系统可以完成 255 x 8 = 2040路模拟信号的采集。当然牛顿模块不仅仅是模数转模块，还有数字IO模块、DO输出模块、测频计数模块。 集散控制系统的组态内容有系统组态、画面组态和控制组态。系统组态完成组成系统的各设备间的硬件连接，使用软件方式描述集散控制系统的硬件构成。画面组态完成操作站的各种操作画面、画面之间的连接等。控制组态完成各分散过程控制装置和控制器的控制结构连接、参数设置等。趋势显示、历史数据压缩、数据报表打印及画面拷贝等组态内容常作为画面组态或控制组态的一部分，也可分开单独进行组态。 PLC的工作过程分为三个阶段：输入处理、程序执行及输出处理。其中的编程部分比较复杂，较难实现 相比之下，DCS此方案较为复杂，PLC还需编程。通过比较3种方案的难易程度，我们选择用牛顿模块实现。 四、实训设备 1、硬件设备简介 （1）水箱? 上(中)位水箱和下位水箱采用8毫米厚进口淡蓝色有机玻璃。实训中对水位的观测直观明了。独特的三槽结构，有效克服水流的动量冲击，使液位控制更精确。同时上位水箱的液容可变，可以比较在不同的实验参数下不同的实验结果，加深对理论的理解。下位水箱可变为非线性水箱，以利于控制策略的研究。储水箱采用不锈钢制成，整个系统的管道采用铝塑管组成，所有的水阀采用铜质球阀，彻底避免了系统生锈的可能性，可有效提高实验装置的使用年限。 （2）液位(压力)传感器、变送器 液位传感器用来对上位水箱、下位水箱的液位以及水泵出口压力进行检测，采用工业用的DBYG型扩散硅压力变送器，0.5级精度，二线制4～20mA标准信号输出。 （3）流量计? 流量传感器用来对电动调节阀的主流量和干扰回路的干扰流量进行检测。根据本实验装置的特点，采用工业用的电磁流量流量计，4～20mA 标准信号输出。避免了涡轮流量计非线性与死区大的致命缺点，确保实验效果能达到教学要求。 （4）电动调节阀? 电动调节阀是本实验装置的关键部件，用来对控制回路的流量进行调节。采用进口的电动调节阀，4～20mA控制信号输入。采用等百分比铜质优质阀，符合教学要求，具有性能稳定可靠，控制精度高，使用寿命长的优点。 （5）变频器? 三菱FR-S520变频器，4～20mA控制信号输入，可对流量或压力进行控制。 （6）水　泵? 采用进口水泵。噪音底，寿命长，减少使用烦恼。在水泵出口安装有压力变送器，可与变频器一起构成恒压供水系统。 2、控制操作台结构说明 1）操作台 操作台由实验水箱、储水箱、加温装置、温度变送器、液位变送器(压力变送器)、涡轮流量计、比例阀、直