控制仪表于装置课程设计报告

控制仪表于装置课程设计报告
控制仪表于装置课程设计报告

控制仪表与计算机控制装置

课程设计

课程名称:控制仪表与计算机控制装置课设项目:DCS 系统组态设计

课设地点:自动控制实验室

专业班级:自动化1003班

学号:2010001150

姓名:王慧勇

指导教师:谢刚

2013年6月14日

课程设计报告

一、实验目的

利用过程控制实验室的条件,以过控装置为被控对象,DCS为控制设备,让学生完成一个DCS控制系统的组态设计,其目的是使学生在深入理解过程控制课程,以及了解DCS 系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法。使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,进一步增强解决实际工程问题的能力。

二、实验设备

EFAT/P IIB型过程控制实验装置、SUPCON JX-300X集散控制系统(DCS)、计算机及其网络。

三、实验内容

(1)被控对象特性设计

(2)控制系统设计;

(3)DCS控制装置的I/O点配置与组态设计;

(4)DCS控制回路组态设计;

(5)DCS操作站组态设计;

(6)DCS系统闭环运行调试。

四、实验步骤

1. 被控对象特性设计

通过“EFPT过程控制实验装置”的管道和阀门的开/闭状态,构造一个实验者所希望实现的对象特性。画出带测控点的工艺管道流程图,

2.控制系统一次仪表选型设计

根据被控对象特性设计,确定“EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况,查阅一次仪表型号、量程等参数,编制一次仪表位号,列出一次仪表选型表。

位号型号量程名称用途

FE-1 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器进水流量检测

FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器进水流量变送和显示

FE-2 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器出水流量检测

FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器出水流量变送和显示

LT-2 DBYG 0~4Kpa(0~400mm)(4~20mA)扩散硅压力变送器锅炉液位

变送

M1 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器进水阀位

调节阀

M2 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器出水阀位调

节阀

3.控制回路设计

画出控制回路方框图。以单回路锅炉液位控制为例讲述,通过控制进水阀M1的开度控制锅炉进水流量,达到控制锅炉液位的目的,出水阀M2设置成手操器,出水流量可以手动调节。

4.DCS的硬件配置和I/O点配置设计

根据过程控制实验室的“SUPCON JX-300 DCS”硬件配置,确定实验所需的DCS 卡件和I/O点。画出DCS卡件配置图。

卡件配置图

5.控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计

根据所设计的控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图,如下表所示。在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。

6.DCS控制站组态

在工程师站上完成DCS系统的主控卡件组态、通信卡件组态、I/O卡件组态和DCS I/O 点组态设计。列出I/O卡件、I/O点地址表,列出I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设计表。

控制站主要有机柜、机笼、供电单元和各类卡件(包括主控卡、数据转发卡和各种信号输入输出卡)组成,其核心是主控卡,主控卡通过系统内高速数据网络——SBUS扩充各种功能,实现现场信号的输入输出,同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。

1)主控卡设置

在“主机设置”窗口中的“主控制卡”设置窗口中,利用“增加”按钮,便可设置相应的主控制卡型号为SP243X;类型为控制站。一个主控制卡对应一个控制站,可以冗余配置。IP地址应与主控卡硬件上的跳线地址匹配。

2)I/O组态的设置

在“功能”菜单的“控制站”菜单中,选定“I/O组态”,便可进入“I/O输入”窗口,在此窗口可进行以下设置。

设置数据转发卡,型号为SP233。可以冗余配置。

数据转发卡SP233是系统I/O机笼的核心单元,是主控卡连接I/O卡件的中间环节,他一方面驱动SBUS总线,另一方面管理本机笼的I/O卡件。通过数据转发卡,一块主控卡(SP243X)可扩展1到8个I/O机笼,即可以扩展16到128块不同功能的I/O卡件。

设置I/O卡件,定义当前I/O卡件在挂接的数据转发卡的地址,地址0-15。I/O卡件的组态地址与它在控制站机笼中的排列编号相匹配,并且地址编号不可重复。I/O卡件类

型从下拉列表中选。

设置各种I/O卡件的I/O点,即信号点组态,定义:位号、注释、地址、类型、设置等。

有表1-5 2#控制站DCS模块配置表可知

(3) 控制回路的设置(如常规控制方案)

在“功能”菜单的“控制站”菜单中,选定“常规控制方案”,便可进入“常规控制方案”设置窗口,在此窗口可增加相应的控制方案。各项意义如下:

(1)控制方案:如单回路、串级、手操等。

(2)注释:可根据用途填写,以便于理解。

(3)回路参数:根据设置自动变。

(4)设置:设置回路的位号,为了确定该回路的输入信号和输出信号,还要设置此回路输入和输出参数对应的I/O点的位号。

针对锅炉液位控制可设置两个回路,第一个单回路输入信号锅炉液位,输出信号是进水阀位控制。第二个回路是手操器输入信号是出水流量,输出信号是出水阀位控制。

7. DCS操作站组态

DCS操作站组态是系统总貌画面组态、一览画面组态、趋势画面组态、分组画面组态。

在“主机设置”窗口中的“操作站”设置窗口中,利用“增加”按钮,便可设置相应的操作站:

在“功能”菜单的“操作站”菜单中,选定“操作小组”,便可进入“操作小组”设置窗口,最多可组16个操作小组。操作小组的权限分4级:观察、操作员、工程师、特权。

系统标准画面组态:选择操作站的总貌画面、一览画面组、趋势画面、分组画面组态。(5)增加流程图:

①首先在“流程图”窗口中,利用“增加”按钮,增加一个新的流程图,

②然后利用“编辑”按钮,打开一个新流程图的流程图制作窗口。制作方法如下:

利用左边的工具栏可画点、线、圆、填加文字等;

利用左下角“”模板按钮,来拷贝一些现有的设备模板。如阀、罐、锅炉、管道等;

如模板库中没有所希望的设备模板,也可利用以下过程制作一些模板追加到模板库中:③在绘制完流程图后,要在流程图中利用左边工具栏中的0.0、等按钮,增加一些数显仪表和棒显仪表,以便把有关I/O点或回路中的有关信号在流程图中显示出来。双击数显仪表和棒显仪表的图标便可打开对应的设置窗口,在设置窗口中利用数据位号输入框右边的?便可选定已定义的I/O或回路位号。

五、实验结果截图及总结

经验总结:

本次试验是一个极具实践意义的试验,让我们可以脱离课本直接感受到控制现场。通过对DSC系统的组态,让我对DCS系统有了更加深入和直观的了解,明确了DCS系统的分层结构的实践意义,了解了组态的一般流程和浙大中控组态软件的基本的使用方法,虽然控制系统本身并不是复杂的系统,但是对我们理解知识却起到了很大的帮助。

实验中的过程既是熟悉的过程,实验中遇到的问题,大多是因为对系统组态的思路不够明确,在组态完成并下载执行后,操作界面各个参数对系统的影响,需要深入理解,才能很好的设置参数,使系统达到预想的结果。虽然实验过程中有些参数由于设备和其他原因效果不佳,但也基本体会到了工程师,操作员的工作。

控制装置与仪表课程设计

控制装置与仪表课程设计 课程设计报告 ( 2012-- 2013年度第二学期) 名称:控制装置与仪表课程设计 题目:炉膛压力系统死区控制系统设计院系: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 设计周数:一周 成绩: 日期:2013年7 月5日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 (1)认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 (2)了解过程控制方案的原理图表示方法(SAMA图)。 (3)掌握数字调节器KMM的组态方法,熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 (4)初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3 主要内容 1. 按选题的控制要求,进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2.1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图,由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2.2 组态实现 在程序写入器输入数据,将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性,以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路,模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中,以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段,此时应以观察为主,当涉及到必需的系统修改 时,应做好充分的准备及安全措施,以免影响正常生产,更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下内容: 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常; 2)检查控制系统逻辑是否正确,并在适当时候投入自动运行; 3)对控制回路进行在线整定; 4)当系统存在较大问题时,如需进行控制结构修改、增加测点等,要重新组态下装。 二、设计(实验)正文 1设计题目:炉膛压力系统死区控制系统设计(如附图1) 附图1: 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统

过程控制工程课程设计

过程控制工程 课程设计任务书 设计名称:扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间:2006.2.20~2006.3.10 姓名:毛磊 班级:自动化0201 学号:05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月

1.课程设计内容: 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后,在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上,针对扬子烯烃厂丁二烯装置,设计一个复杂控制系统(至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路),并利用组态软件进行动态仿真设计,调节系统控制参数,使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务,每个人根据下厂具体实习装置,确定自己的课程设 计题目,每1-3人/组; 2)选用一种组态软件(例如:采用力控组态软件)绘制系统工艺流程图; 3)绘制控制系统原有的控制回路; 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利用组态软 件,对控制系统进行组态; 5)改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态; 6)调节控制参数,使性能指标达到要求; 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤:如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明,并对所完成的设计做出评价,对自己整个设计工作中经验教训, 总结收获。 2. 进度安排(时间3周) 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图;绘制控制系统原有的 控制回路; 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利 用组态软件,对控制系统进行组态; 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态; 调节控制参数,使性能指标达到要求; 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩

控制系统仿真课程设计报告.

控制系统仿真课程设计 (2011级) 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2014年6月

控制系统仿真课程设计一 ———交流异步电机动态仿真 一 设计目的 1.了解交流异步电机的原理,组成及各主要单元部件的原理。 2. 设计交流异步电机动态结构系统; 3.掌握交流异步电机调速系统的调试步骤,方法及参数的整定。 二 设计及Matlab 仿真过程 异步电机工作在额定电压和额定频率下,仿真异步电机在空载启动和加载过程中的转速和电流变化过程。仿真电动机参数如下: 1.85, 2.658,0.2941,0.2898,0.2838s r s r m R R L H L H L H =Ω=Ω===, 20.1284Nm s ,2,380,50Hz p N N J n U V f =?===,此外,中间需要计算的参数如下: 21m s r L L L σ=-,r r r L T R =,22 2 s r r m t r R L R L R L +=,10N m TL =?。αβ坐标系状态方程: 其中,状态变量: 输入变量: 电磁转矩: 2p m p s r s L r d ()d n L n i i T t JL J βααωψψβ=--r m r r s r r d 1d L i t T T ααβαψψωψ=--+r m r r s r r d 1d L i t T T ββαβψψωψ=-++22s s r r m m m s r r s s 2r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ααβαα σψωψ+=+-+22 s s r r m m m s r r s s 2 r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ββαββ σψωψ+=--+[ ] T r r s s X i i αβαβωψψ=[ ] T s s L U u u T αβ=()p m e s s s s r n L T i i L βααβ ψψ=-

控制装置与仪表课程设计

控制装置与仪表课程设计 课程设计报告( 2012-- 2013年度第二学期) 名称:控制装置与仪表课程设计 题目:炉膛压力系统死区控制系统设计 院系: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 设计周数:一周 成绩: 日期:2013年7 月5日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 (1)认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 (2)了解过程控制方案的原理图表示方法(SAMA图)。 (3)掌握数字调节器KMM的组态方法,熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 (4)初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3主要内容 1. 按选题的控制要求,进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2.1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图,由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2.2 组态实现 在程序写入器输入数据,将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性,以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路,模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中,以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段,此时应以观察为主,当涉及到必需的系统修改 时,应做好充分的准备及安全措施,以免影响正常生产,更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下内容: 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常; 2)检查控制系统逻辑是否正确,并在适当时候投入自动运行; 3)对控制回路进行在线整定; 4)当系统存在较大问题时,如需进行控制结构修改、增加测点等,要重新组态下装。 二、设计(实验)正文 1设计题目:炉膛压力系统死区控制系统设计(如附图1) 附图1: 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统

过程控制系统课程设计报告报告实验报告

成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称:单容水箱液位过程控制 班级:2011级自动化过程控制方向 姓名: 学号:

目录 前言 一.过程控制概述 (2) 二.THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三.系统组成与工作原理 (5) (一)外部组成 (5) (二)输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) (三)其它模块和功能 (8) 四.调试过程 (9) (一)P调节 (9) (二)PI调节 (10) (三)PID调节 (11) 五.心得体会 (13)

前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求,工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群,建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入,面向全校相关专业,形成一定的规模优势,建立科学规范的训练和管理方法,使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识,并具备一定的实践动手能力。 其次,工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点,工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合,贯穿计算机技术应用,以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入,建设多层次的综合训练基地,使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时,熟悉综合技术内容,初步建立起“大工程”的意识,受到工业工程和环境保护方面的训练,并具备一定的实用技能。 第三,以创新训练计划为主线,依靠必要的软硬件环境,建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体,把对学生的创新意识和创新能力的培养,贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。

控制装置与仪表课程设计之欧阳家百创编

控制装置与仪表课程设计 欧阳家百(2021.03.07) 课程设计报告 ( 2012-- 2013年度第二学期) 名称:控制装置与仪表课程设计 题目:炉膛压力系统死区控制系统设计 院系: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 设计周数:一周 成绩: 日期:2013年7 月5日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 (1)认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 (2)了解过程控制方案的原理图表示方法(SAMA图)。 (3)掌握数字调节器KMM的组态方法,熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 (4)初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3主要内容 1. 按选题的控制要求,进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2.1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图,由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2.2 组态实现 在程序写入器输入数据,将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性,以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路,模拟控制 对象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中,以便进行观察和记 录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生 产过程已经处于运行或试运行阶段,此时应以观察为主,当涉及到必需的系统 修改时,应做好充分的准备及安全措施,以免影响正常生产,更不允许造成系 统或设备故障。动态调试一般包括以下内容: 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常; 2)检查控制系统逻辑是否正确,并在适当时候投入自动运行; 3)对控制回路进行在线整定; 4)当系统存在较大问题时,如需进行控制结构修改、增加测点等,要重新组态下装。 二、设计(实验)正文 1设计题目:炉膛压力系统死区控制系统设计(如附图1) 附图1: 2.1.按控制方案设计流程图(附图2) 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统

过程控制工程课程设计(doc 15页)

过程控制工程课程设计(doc 15页)

过程控制工程 课程设计任务书 设计名称:扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间:2006.2.20~2006.3.10 姓名:毛磊 班级:自动化0201 学号:05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月

1.课程设计内容: 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后,在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上,针对扬子烯烃厂丁二烯装置,设计一个复杂控制系统(至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路),并利用组态软件进行动态仿真设计,调节系统控制参数,使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务,每个人根据下厂具体实习装置,确定自己的课程设 计题目,每1-3人/组; 2)选用一种组态软件(例如:采用力控组态软件)绘制系统工艺流程图; 3)绘制控制系统原有的控制回路; 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利用组态软 件,对控制系统进行组态; 5)改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态; 6)调节控制参数,使性能指标达到要求; 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤:如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明,并对所完成的设计做出评价,对自己整个设计工作中经验教训, 总结收获。 2. 进度安排(时间3周) 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图;绘制控制系统原有的 控制回路; 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利 用组态软件,对控制系统进行组态; 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态; 调节控制参数,使性能指标达到要求; 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩

过程控制系统课程设计

… 过程控制系统 课程设计 { 班级: 本组成员: 、 2012年01月12日 设计报告目录

【1】内容一:过程控制课程设计的相关资料 (1) , 【2】内容二:过程控制课程设计 (6) (1)过程控制系统设计及其主要内容 (6) (2)被控对象特性分析 (6) (3)控制系统控制结构原理图 (7) (4)控制系统工艺流程图 (8) (5)一次仪表选型表 (10) (6)课程设计总结 (11) (7)参考文献 (12) . . 内容一:过程控制课程设计的相关资料

一.液位控制系统中PID控制 数字PID控制是在实验研究和生产过程中采用最普遍的一种控制方法,在水箱控制系统中有着极其重要的控制作用。 常用的PID控制系统原理框图如下所示: # PID控制器是一种线性控制器,它是根据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成偏差 PID控制规律为: 写成传递函数形式为: -

PID是比例,积分,微分的缩写形式: 比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。 积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。 微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器 * 二.自适应控制

自动控制系统课程设计报告说明书

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:自动控制理论课程设计 设计题目:直线一级倒立摆控制器设计 院系:电气学院电气工程系 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:2016.6.6-2016.6.19 手机: 工业大学教务处

*注:此任务书由课程设计指导教师填写。

直线一级倒立摆控制器设计 摘要:采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性,运用根轨迹法设计了控制器,增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析,将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标,检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台,可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等,都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来,通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法,非常的直观、简便,在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性,许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象,不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象,了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法,掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡,光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡,计算机从运动控制卡中读取实时数据,确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等),并由运动控制卡来实现该控制决策,产生相应的控制量,使电机转动,通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。 图1 一级倒立摆结构示意图

大气污染控制工程课程设计

三峡大学 《大气污染控制工程》课程设计 设计说明书 姓名_______________________________ 设计课题袋式除尘器的选型设计 所在专业________ 环境工程___________ 班级___________ 20111081 ___________ 学号_______________________________ 指导教师_________ 苏青青____________ 2013年x月x日

目录 、项目概况 、设计资料和依据 2.1 设计依据: 2.2 设计内容; 2.3 设计要求: 2.4 设计参数: 2.5 烟气性质: 2.6 烟尘性质: 2.7 当地的气象条件: 2.8 净化工艺流程的确定: 2.9 技术水平的确定: 三、系统设计部分 3.1净化装置的选型设计和计算(除尘器的设计) 3.1.1 袋式除尘器的选型 3.1.2 袋式除尘器型号的确定 3.1.3 滤料的选择 3.1.4 过滤面积的确定 3.1.5 滤袋数量的计算 3.1.6 进风通道的设计 3.1.7 出风通道的设计 3.1.8 袋式除尘器清灰的设计 3.1.9 排灰系统的设计 3.1.10 灰斗的设计计算 3.1.11 除尘器的保温和防腐 3.1.12 仪器仪表 3.1.13 安装、调试、运行、维护和检修 3.2 烟囱的设计

3.2.1 设计的一般规定 3.2.2 构造规定 3.2.3 烟道的设计 3.3 净化系统配套辅助设施设计 3.3.1管道材料 3.3.2管道阀门 3.3.3机械排灰与除灰 一. 项目概况随着经济的飞速发展,在人们物质生活日益丰富的今天,污染越来越成为一 个我们无法忽视也无法回避的问题。在我国绝大多数城市中, 粉尘是第一位的污染物, 而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位,针对这一现状,我国最先应用的是静电除尘器,但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比,仍存在着较大的差 距。近十年来,袋式除尘器技术的发展很快,尤其是大型脉冲除尘器,新的滤料和新的脉冲阀的问世,使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证,更广泛的被用与发电行业。袋式除尘器也称为过滤式除尘器,凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件,用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备,均可称为袋式除尘器。袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。 二. 设计资料和依据 2.1 设计依据《火电厂大气污染排放标准》 (GB13223-2003); 《锅炉大气污染排放标 准》 ( GB13271-2001);《火电厂烟气排放连续监测技术规范》 (HJ/T75-2001) ; 《袋式除尘器性能测试方法》 (GB12138-89) 《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》 (JB/T 5917-2006) 《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》 (GB12625-2007) 《脉冲喷出类袋式除尘器技术条件》(JB/T 8532-1997) 《袋式除尘器安装技术要求及验收规范》(JB/T 8471-1996) 2.2设计内容 ⑴根据所给的课题收集相应的设计资料; ⑵进行设计参数计算及合理性分析;

过程控制系统与仪表习题答案汇总

第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点?为什么说过程控制多属慢过程参数控制? 解:1.控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3.控制多属慢过程参数控制4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪几部分组成? 解:过程控制系统:一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成:由被控过程和过程检测控制仪表(包括测量元件,变送器,调节器和执行器)两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法,通常过程控制系统可分为哪几类? 解:分类方法说明:按所控制的参数来分,有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等;按控制系统所处理的信号方式来分,有模拟控制系统与数字控制系统;按控制器类型来分,有常规仪表控制系统与计算机控制系统;按控制系统的结构和所完成的功能来分,有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等;按其动作规律来分,有比例(P)控制、比例积分(PI)控制,比例、积分、微分(PID)控制系统等;按控制系统组成回路的情况来分,有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统;按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类:1.按设定值的形式不同划分:(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制系统 2.按系统的结构特点分类:(1)反馈控制系统(2)前馈控制系统(3)前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解:在定值控制系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数变化的就是扰动信号。

1-6 什么是被控对象的静态特性?什么是被控对象的动态特性?二者之间有什么关系? 解:被控对象的静态特性:稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性:。系统在动态过程中,被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性? 解: 稳态:对于定值控制,当控制系统输入(设定值和扰动)不变时,整个系统若能达到 一种平衡状态,系统中各个组成环节暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态称为稳态(或静态)。 动态:从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作,到整个系统又建立新的稳态(达到新的平衡)、调节过程结束的这一段时间,整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中,这种状态称为动态。 在实际的生产过程中,被控过程常常受到各种振动的影响,不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性,才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些?各自的定义是什么? 解:单项性能指标主要有:衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n ; 过渡过程的最大动态偏差:对于定值控制系统,是指被控参数偏离设定值的最大值A ; 超调量:第一个波峰值1y 与最终稳态值y (∞)之比的百分数σ;1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C : 过渡过程结束后,被控参数所达到的新稳态值y (∞)与设定值之间的偏差C 称为残余偏差,简称残差;

过程控制仪表课程设计论文报告

中南大学 《过程控制仪表》 课程设计报告 设计题目液位控制系统 指导老师 设计者 专业班级 设计日期 2011年6月 目录 第一章过程控制课程设计的目的和意义 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的意义 (3) 1.3课程设计在教学计划中的地位和作用 (3) 第二章液位控制系统的设计任务 (3)

2.1设计内容及要求 (3) 2.2课程设计的要求 (4) 第三章实验内容及调试中遇到的具体问题和解决的办法 (4) 3.1实验目的 (4) 3.2实验内容 (5) 3.2.1流量单闭环控制系统 (5) 3.2.2流量比值控制系统 (6) 3.3实验调试中遇到的具体问题和解决办法 (7) 第四章液位控制系统总体设计方案 (9) 4.1液位控制系统在工业上的应用 (9) 4.2液位控制系统变送器以及开关阀的选择 (10) 4.3控制算法 (11) 4.4系统控制主机的选择 (11) 4.5系统的硬件设计(单纯的逻辑控制) (13) 4.5.1 水塔液位控制系统的主电路图 (13) 4.5.2 I/O接口的分配 (13) 4.5.3 水塔液位控制系统的I/O设备 (14) 4.5.2 控制系统硬件介绍 (14) 第五章系统软件设计 (16) 5.1系统软件设计1(单纯的逻辑控制) (16) 5.1.1水塔液位控制系统的程序流程图 (16) 5.1.2 水塔液位控制系统的工作过程 (17) 5.1.3 水塔液位控制系统的梯形图 (19) 5.2系统控制的程序 (20) 5.3 加入PID控制的指令的软件程序 (20) 5.3.1PID控制系统梯形图 (21) 5.3.2PID控制系统的指令: (24) 第六章收获、体会和建议 (25) 参考文献 (26) 第一章过程控制课程设计的目的和意义 1.1课程设计的目的 本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节,是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实

计算机控制技术课程设计报告

《计算机控制技术》课程设计单闭环直流电机调速系统

1 设计目的 计算机控制技术课程是集微机原理、计算机技术、控制理论、电子电路、自动控制系统、工业控制过程等课程基础知识一体的应用性课程,具有很强的实践性,通过这次课程设计进一步加深对计算机控制技术课程的理解,掌握计算机控制系统硬件和软件的设计思路,以及对相关课程理论知识的理解和融会贯通,提高运用已有的专业理论知识分析实际应用问题的能力和解决实际问题的技能,培养独立自主、综合分析与创新性应用的能力。 2 设计任务 2.1 设计题目 单闭环直流电机调速系统 实现一个单闭环直流电机调压调速控制,用键盘实现对直流电机的起/停、正/反转控制,速度调节要求既可用键盘数字量设定也可用电位器连续调节,需要有速度显示电路。扩展要求能够利用串口通信方式在PC上设置和显示速度曲线并且进行数据保存和查看。 2.2 设计要求 2.2.1 基本设计要求 (1)根据系统控制要求设计控制整体方案;包括微处理芯片选用,系统构成框图,确定参数测围等; (2)选用参数检测元件及变送器;系统硬件电路设计,包括输入接口电路、逻辑电路、操作键盘、输出电路、显示电路; (3)建立数学模型,确定控制算法; (4)设计功率驱动电路; (5)制作电路板,搭建系统,调试。 2.2.2 扩展设计要求 (1)在已能正常运行的微计算机控制系统的基础上,通过串口与PC连接; (2)编写人机界面控制和显示程序;编写微机通信程序;实现人机实时交互。

3方案比较 方案一:采用继电器对电动机的开或关进行控制。这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案二:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且实现很困难。 方案三:采用由电力电子器件组成的H 型PWM 电路。用单片机控制电力电子器件使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电动机转速。这种电路由于工作在电力电子器件的饱和截止模式下,效率非常高;H 型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也极佳,是一种广泛采用的PWM 调速技术。 兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调整围广、过载能力大,因此本设计采用方案三。 4单闭环直流电机调速系统设计 4.1单闭环调速原理 4.1.1 闭环系统框图 4.1.2 调速原理 直流电机转速有: 常数Ke Ka 不变,Ra 比较小。 所以调节Ua 就能调节n 。 n n I K R K U K R I U n d d a e e d ?-=Φ -Φ=-=0φa a a U I U ≈-

大气污染控制工程课程设计报告

大气污染控制工程课程设 计报告 Prepared on 24 November 2020

课 程 设 计 班级 学号 姓名 2015年6月25日 目录 一、项目概况 二、设计资料和依据. 设计依据: 设计内容; 设计要求: 设计参数: 烟气性质:

烟尘性质: 当地的气象条件: 净化工艺流程的确定: 技术水平的确定: 三、系统设计部分 净化装置的选型设计和计算(除尘器的设计)过滤面积的确定 出风通道的设计 袋式除尘器清灰的设计 排灰系统的设计 烟囱的设计 净化系统配套辅助设施设计

一 .项目概况 随着经济的飞速发展,在人们物质生活日益丰富的今天,污染越来越成为一个我们无法忽视也无法回避的问题。在我国绝大多数城市中,粉尘是第一位的污染物,而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位,针对这一现状,我国最先应用的是静电除尘器,但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比,仍存在着较大的差距。近十年来,袋式除尘器技术的发展很快,尤其是大型脉冲除尘器,新的滤料和新的脉冲阀的问世,使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证,更广泛的被用与发电行业。袋式除尘器也称为过滤式除尘器,凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件,用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备,均可称为袋式除尘器。袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。 二.设计资料和依据 设计依据 《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2003); 《锅炉大气污染排放标准》(GB13271-2001); 《火电厂烟气排放连续监测技术规范》(HJ/T75-2001); 《袋式除尘器性能测试方法》(GB12138-89) 《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》(JB/T 5917-2006) 《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》(GB12625-2007) 《脉冲喷出类袋式除尘器技术条件》(JB/T 8532-1997) 《袋式除尘器安装技术要求及验收规范》(JB/T 8471-1996) 设计内容 ⑴根据所给的课题收集相应的设计资料; ⑵进行设计参数计算及合理性分析;

教务管理系统课程设计报告

教务管理系统课程 设计报告

教务综合管理系统设计报告 专业:软件工程 成员:车振军陆建伟 徐蕾杨思倩指导老师:徐明 日期: -6-15

一、引言 1.1 目的 为了保证项目小组能够按时完成小组任务及目标,便于项目小组成员更好地了解项目情况,使项目小组开展的各个过程合理有序,因此确定各个项目模块的开发情况和主要的负责人,供各项目模块的负责人阅读,做到及时协调,按步有序进行项目的开发,减少开发中的不必要损失。 预期的读者是设计人员、开发人员、项目管理人员、测试人员和用户。 1.2 背景 高校教务管理工作是高等教育中的一个极为重要的环节,是整个院校管理的核心和基础。面对种类繁多的数据和报表,手工处理方式已经很难跟上现代化管理的步伐,随着计算机及通讯技术的飞速发展,高等教育对教务管理工作提出了更高的要求。尽快改变传统的管理模式,运用现代化手段进行科学管理,已经成为整个教育系统亟待解决的课题之一。 教务管理系统是一个大型复杂的计算机网络信息系统,满足各类高校现在和将来对信息资源采集、存储、处理、组织、管理和利用的需求,实现信息资源的高度集成与共享,实现信息资源的集中管理和统一调度。为各级决策管理部门提出准确、及时的相关信息和快捷、方便、科学的决策分析处理系统;为信息交流、教务管理提供一个高效快捷的电子化手段;最终达到进一步

提高各级领导科学决策水平,提高各院系、各部门管理人员管理水平与办公效率,减轻工作负担的目的。 教务管理系统面向管理员、教师和全校学生,实现学生管理、教师管理、课程管理、成绩处理。 1.3 定义 1.3.1 MySQL MySQL是一个关系型数据库管理系统,由瑞典MySQL AB 公司开发,当前属于 Oracle 旗下公司。MySQL是一种关联数据库管理系统,关联数据库将数据保存在不同的表中,而不是将所有数据放在一个大仓库内,这样就增加了速度并提高了灵活性。 MySQL所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最常见标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策,它分为社区版和商业版,由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,特别是开放源码这一特点,一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。1.3.2 MyEclipse MyEclipse,是在eclipse 基础上加上自己的插件开发而成的功能强大的企业级集成开发环境,主要用于Java、Java EE以及移动应用的开发。MyEclipse的功能非常强大,支持也十分广泛,特别是对各种开源产品的支持相当不错。 二、需求分析 2.1 功能需求 2.1.1 系统目标

大气污染控制工程课程设计报告

大气污染控制工程 课程设计 题目SZL4-13型燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计班级环境N121

学号3 学生姓名顾丹阳 指导老师成贤 完成日期2015年6月7日

目录前言·1 第1章大气污染控制工程课程设计任务书·2 1.1设计题目··2 1.2设计任务··2 1.3原始资料··2 第2章烟气量烟尘和二氧化硫浓度计算·3 2.1标准状态下理论空气量··3 2.2标准状态下理论湿烟气量··3 2.3标准状态下实际烟气量··3 2.4标准状态下烟气含尘浓度··4 2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算··4 第3章除尘装置的选择设计·4 3.1除尘装置应达到的净化效率··4 3.2除尘器的选择··5 3.2.1除尘况烟气流量··5 3.2.2除尘器型号的确定··5 第4章确定除尘设备风机和烟囱的位置及管道布置·6 4.1各装置及管道布置的原则··6 4.2管径的确定··6 第5章烟囱的设计 (7) 5.1烟囱高度的确定··7

5.2烟囱直径的计算··7 5.3烟囱的抽力··8 第6章系统阻力的计算·8 6.1摩擦压力损失··8 6.2局部压力损失··9 6.3各管段压力损失计算··9 第7章风机和电动机选择及计算·12 7.1风机风量的计算··12 7.2风机风压的计算··12 7.3选用风机型号及参数··13 7.4电动机功率的计算··13 7.5选用电机型号及参数··14 第8章总结·15 第9章参考文献·15 前言

凡是能使空气质量变差的物质都是大气污染物。大气污染物已知的约有100多种。有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等)两种,并且以后者为主要因素,尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。 影响大气污染围和强度的因素有污染物的性质(物理的和化学的),污染源的性质(源强、源高、源温度、排气速率等),气象条件(风向、风速、温度层结等),地表性质(地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等)。 防治法很多,根本途径是改革生产工艺,综合利用,将污染物消灭在生产过程之中;另外,全面规划,合理布局,减少居民稠密区的污染;在高污染区,限制交通流量;选择合适厂址,设计恰当烟囱高度,减少地面污染;在最不利气象条件下,采取措施,控制污染物的排放量。 中国已制订《中华人民国环境保护法》,并制订和地区的“废气排放标准”,以减轻大气污染,保护人民健康。 大气污染物按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以一氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。 大气污染控制工程课程设计任务书 第1章并且随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变

自动控制原理课程设计报告

自控课程设计课程设计(论文) 设计(论文)题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计(论文)成绩

单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G (ksm7) 1、画出未校正系统的根轨迹图,分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正,要求校正后的系统满足指标: (1)在单位斜坡信号输入下,系统的速度误差系数=10。 (2)相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 (3)系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前,校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图,并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型,在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节,观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响(自由发挥)。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹,它是开环系统某一参数从0变为无穷时,闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1)、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点,终于开环零点;本题中无零点,极点为:0、-1、-2 。故起于0、-1、-2,终于无穷处。 2)、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等,连续并且对称于实轴;本题中分支数为3条。

WHUT过程控制系统与仪表课程设计

课程设计 题目精馏塔提馏段温度串级控制系统设计学院自动化学院 专业自动化专业 班级自动化1004班 姓名 指导教师贺远华 2014 年 1 月10 日

课程设计任务书 学生姓名:专业班级:自动化1004班 指导教师:贺远华工作单位:自动化学院 题目: 精馏塔提馏段温度串级控制系统设计 初始条件: 针对精馏过程中传统PID控制普遍存在的时滞问题,以计算机为控制器,提馏段温度为主控对象,蒸气流量为副控对象,设计一个精馏塔提馏段的温度控制系统。 要求完成的主要任务: 1、了解精馏塔控制的工艺要求和特性 2、系统控制方案设计 3、分析系统调节原理 4、确定控制参数 时间安排 月日选题、理解课题任务、要求 月日方案设计 月日参数计算撰写说明书 月日答辩 指导教师签名: 20 年月日 系主任(或责任教师)签名: 20 年月日

目录 摘要 (1) 1.绪论 (2) 1.1精馏原理 (2) 1.2串级控制 (3) 2 精馏塔精馏段温度串级系统的原理与结构 (4) 2.1变量的选择 (4) 2.2 工艺描述 (4) 2.3 精馏塔精馏段控制的原理 (5) 3.设计方案 (7) 3.1控制方案类型 (7) 3.2控制方案的选择 (8) 4.系统各仪表选择 (13) 4.1 检测变送器的原理 (13) 4.1.1 温度变送器的选择 (13) 4.1.2 流量变送器的选择 (14) 4.1.3 液位变送器的选择 (15) 4.2 执行器的选择 (15) 4.3 调节器的选择 (16) 4.4 调节器与执行器、检测变送器的选型 (17) 5.系统仿真 (18) 5.1串级控制系统matlab仿真分析 (18) 5.2液位控制系统仿真分析 (20) 心得体会 (22) 参考文献 (23) 本科生课程设计成绩评定表 (24)

计算机控制系统课程设计报告

基于PID 控制算法的电阻加热炉温度 控制系统设计 摘要:温度控制是人们日常生活中经常遇到的问题,传统的控制方法都存在控制慢,精度低等问题,而计算机控制系统能够利用微型处理器加上科学的控制算法使温度控制实现控制快而且精度高。在本设计中,控制对象为电阻加热炉,通过控制加在电阻丝两端电压的工作时间,从而可控制输入电阻加热炉的功率,继而达到控制其温度的目的。此系统以单片机为核心,采用固态继电器为执行电路,实现对电炉的自动控制。算法采用增量型PID 控制。另外本文还阐述了PID 控制器的设计,硬件结构和软件设计,实现了一套温度采集和控制的方案。该系统具有硬件成本低,控温精度较高,可靠性好,抗干扰能力强等特点。 关键词:电加热炉;单片机;温度控制;PID 算法 1、单片机温度控制系统方案简介 单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用。在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中,广泛使用着加热炉、热处理炉、反应炉等,因此,温度是工业对象中一个主要的被控参数。由于炉子的种类不同,因而所使用的燃料和加热方法也不同,例如煤气、天然气、油、电等;由于工业不同,所需要的温度高低不同,因而所采用的测温原件和测温方法也不同;产品工业不同,控制温度的精度也不同,因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。本系统所使用的加热炉为电加热路,炉丝功率为2kw ,系统要求测试水杯恒温,误差为C 1o ,超调量尽可能小,温度上升较快且有良好的稳定性。 单片机温度控制系统是以STC89C52RC 单片机为控制核心,辅以采样反馈电路,驱动芯片,固态继电器对电炉进行控制的微机控制系统。其系统结构框图可表示为:系统采用单闭环形式,其基本控制原理为:将温度设定值(即输入控制量)和温度反馈值同时送入控制电路部分,然后经过单片机运算得到输出控制量,输出控制量控制I/O 得到一定占空比的PWM 波控制固态继电器,固态继电器接通220V 市电给电炉,调节PWM 占空比使电炉达到一定的温度。其控制系统框图如图1-1所示。 51单片机 DS18B20温度传感器 数码管显示 电 源 固态继电器 电加热炉 4*4矩阵键盘 220V 电源 蜂鸣器 水杯

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