毕业设计论文温度流量串级控制系统仿真设计详解.pdfVIP

毕业设计报告（论文）

(2012届)

题目：温度流量串级控制系统仿真设计

所属系：

班级：

学生姓名：

学号：

同组成员：

指导教师：

摘要

-1-

串级控制是改善和提高控制品质的一种有效方案，以锅炉为目标，冷

却管出口水温为主控参数，出口流量为副控参数，利用PLC模拟量控制与

组态王画面做出系统仿真。以温度影响来改变流量的大小，再而以流量大

小的冷却速度去影响水温的变化。从而达到一个串级控制。本设计中正是

运用串级控制来实现对锅炉内醋酸发酵需要一个外部与内部环境为目的设

计的，使用到PLC采集数据，之后同时输出模拟量对主调节阀实现一个控

制，再以主调节阀去控制负调节阀，达到一个主副相互引导的理论。

关键词：PLC、组态王、串级控制。

-2-

目录

-3-

第一章绪论

1.1课题背景

目前，可编程控制器在国内已经广泛应用于机械制造、钢铁冶炼，石油化工，煤炭

电力建筑建材、轻工纺织、交通运输、食品加工医疗保健、环保和娱乐等众多行业应用

领域及其广泛。因此我们作为在校的学生更要等多的了解PLC与其应用。我们在学习的

过程中，也做了很多的PLC的应用，例如跑马灯、灯光喷泉、交通指示灯，等等。

组态软件大约在20世纪80年代中期在国外出现，在中国也有将近20年的历史。

但在90年代中期之前，组态软件在我国的应用并不普及随着工业控制系统应用的深入，

随着计算机硬件和软件技术的发展，工业控制系统应用规模逐步扩大，控制更为复杂，

原有的上位机编程的开发方式费时费力，而且网络及数据库技术的发展，似的工业现场

可以为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的

各个环节。因此，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。组态监控系统有所突破的在

配置系统功能方面，它将现场监控、远方监控、保护、自动化以及一次设备有机地配合

到一起。有待创新的是向计算机化、网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一

体化的方向发展，最大限度地发挥它资源共享、信息共享、数字通信的优势。、

通过PLC的模拟量控制，与组态王的模拟建面。使得我们有一个良好的条件去完成

一个温度与流量的串级控制，本设计中正是运用串级控制来实现对第一氧化塔内醋酸发

酵需要一个外部与内部环境为目的设计的，使用到PLC采集数据，之后同时输出模拟量

对主调节阀实现一个控制，再以主调节阀去控制负调节阀，达到一个主副相互引导的理

论。其中以稳定主参数为目的，减小副参数变化的时间常数为主要目标，做到高效，节

能，稳定。这样一个串级控制才是我们实际工作中缩需要的。

1.2设计目的和意义

了解课题后认识到温度流量串级控制是以串级控制系统来控制氧化塔温度，以

盘管冷却水流量为副对象，流量变动的时间常数小，时间延时小，控制通路短，

从而可加快提高响应速度，缩短过渡过程时间，符合副回路选择的超前，快速，

反应灵敏等要求。

同样串级控制系与单PID控制系统是有区别的，串级也可以做成单PID,但是在控制

过程中就没有副调测量值来参与控制。一般来说控制过程可能不太稳定了。与简单回路

-4-

相比，串级控制系统在结构上增加了一个副回路,对进入副回路的干扰有很强的抑制能

力。

所以来说光光的单PID与简单的单回路满足不了我们的需求，为了达到流量变动的

时间常数小，时间延时小控制通路短等要求，我们加入了副回路，用副回路包含尽量

多的干扰，并予以排除，保证主回路最终控制点的稳定。同样副回路同样要达到上面说

的一些要求，但是对于主回路与副回路的关系，副回