锅炉温度控制系统的设计.docVIP

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成绩

齐鲁理工学院

课程设计说明书

题目基于PID的锅炉温度控制系统的设计

课程名称过程控制系统与仪表

二级学院机电工程学院

专业自动化

班级2014级自动化二班

学生姓名金高翔

学号201410532019

指导教师黄丽丽

设计起止时间：2016年12月5日至2016年12月18日

目录

TOC\o1-3\h\z\u摘要 1

1绪论 2

1.1 课程设计的背景： 2

1.2课程设计的任务： 2

1.3课程设计的基本要求： 2

2PLC和组态软件介绍 3

2.1可编程控制器 3

2.1.1可编程控制器的工作原理 3

2.2组态软件 3

2.2.1组态的定义 3

2.2.2组态王软件的特点 3

2.2.3组态王软件仿真的基本方法 4

3PID控制及参数整定 4

3.1.PID控制器的组成 4

3.2.采样周期的分析 5

4被控对象的建模 6

5PLC控制系统的软件设计 8

5．1.程序编写 8

5.2用指令向导编写PID控制程序 11

6组态的设计 14

7系统测试 16

7.1启动组态王 16

7.2实时曲线界面 17

7.3历史曲线界面 17

8结论 18

参考文献： 19

致谢： 20

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2PLC和组态软件介绍

2.1可编程控制器

可编程控制器是是一种工业控制计算机，简称PLC（ProgrammablelogicController),它使用可编程序的记忆以存储指令，用来执行逻辑、顺序、计时、计数、和演算等功能，并通过数字或模拟的输入输出，以控制各种机械或生产过程。

2.1.1可编程控制器的工作原理

PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。

2.2组态软件

2.2.1组态的定义

组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。组态软件是有专业性的，一种组态软件只能适合在某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如DCS(集散控制系统)组态，PLC梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。工控组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的支持VB，现在有的组态软件甚至支持高级语言。

在当今工控领域，一些常用的大型组态软件主要有：ABB-OptiMax，WinCC，iFix，Intouch，组态王，力控，易控，MCGS等。本设计采用亚控的组态王软件进行组态的设计。

2.2.2组态王软件的特点

组态王软件具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

2.2.3组态王软件仿真的基本方法

(1)图形界面的设计

图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。

(2)构造数据库

数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。

(3)建立动画连接

连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。

(4)运行和调试

3PID控制及参数整定

3.1.PID控制器的组成