双闭环管道流量比值控制系统设计报告.doc

PLC控制技术实训评分表 课程名称： PLC控制技术实训 设计题目： 单容液位变频器PID单回路控制,比值控制系统 班级： 学号： 姓名： 项目 评分比例 得分 平时表现 25% 综合实训报告 45% 综合实训答辩 30% 综合实训总成绩 指导老师： 年 月 日 常 熟 理 工 学 院 电气与自动化工程学院 《PLC控制技术实训》报告 题目： 单容液位变频器PID单回路控制 比值控制系统设计 姓 名： 李良、何龙太 莫勇、高虎 学 号： 160112109、160112106 160112113、160112104 班 级： 自动化121 指导教师： 刘叔军 起止日期： 2015.6.29~7.12 摘 要 本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID对水箱液位的控制。 针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。 关键词：PLC PID控制 液位控制 比值控制 组态王 流量 目 录 1、引言 1 1.1主要内容 1 1.2任务要求 1 2、设计方案 2 2.1设计原理 2 2.2设计方案论证 2 2.3系统原理图 3 2.4系统结构图 3 2.5系统工艺流程图 4 3、硬件设计 4 3.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计） 3 3.2 电动调节阀 5 3.3 变频器面板 6 3.4百特自整定PID调节器 6 3.5 EM235拓展模块 7 3.6 硬件接线图 8 3.7 I/O口分配表 10 4、软件设计 10 4.1 程序流程图 10 4.2程序分析 11 5、系统建模与MATALAB仿真调试 14 5.1副流量回路建模与仿真 14 5.2主流量回路建模和仿真 15 6、遇到的困难及心得体会 17 6.1遇到的困难 17 6.1心得体会 18 7、参考文献 19 单容液位单回路控制、比值控制系统设计 1、引言 1.1主要内容 本课程设计是针对学习完PLC课程后的一个应用性实践环节。通过本课程设计的训练，对PLC在工程中的实际应用有完整地了解，同时培养综合应用基础课、专业课所学知识与工程实际知识的能力。通过对PLC软件设计与过程控制系统的分析与设计，获得面向工业生产过程系统分析与设计的实践知识，初步掌握过程控制系统开发和应用的技能。? 基于单容液位单回路控制、比值控制系统设计，结合实验室已有设备，通过组态王软件实现上位机对下位机的控制。按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用双闭环控制结构和PID控制规律，通过流量传感器将检测到的流量与设定比值送入计算机，计算机运用PID算法得到相应的控制信号，并将其输出给执行器，然后执行器输出不同的电流信号控制变频器工作，以达到调节流量的控制目的。 流量比值控制系统在实际生产中应用十分广泛，它能使系统稳定，精确地输出，更能实现自动化控制，是过程控制系统的一个典型。本设计针对生产中两种液体的流量的控制，对其设计了单闭环流量比值控制系统，将通道2流量作为主流量，通道1流量为副流量进行设计，设计中用到了多个硬件设备，并基于计算机实现过程的自动控制。 1.2任务要求 本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID对水箱液位的控制。 针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。 （1）了解流量比值控制系统的物理结构，闭环调节系统的数学结果和PID控制算法。? （2）明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理，连接方法，信号种类，引入PLC的接线以及PLC中的编址。?? （3）明确从PLC到各执行机构