锅炉内胆温度控制系统设计
锅炉内胆水温控制系统建模和控制器设计
中国矿业大学课程设计姓名：陈寇忠学号：******** 学院：信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化2010－10设计题目：锅炉内胆水温控制系统建模和控制器设计指导教师：郭西进职称：教授2010年6月徐州目录1 绪论 (1)1.1 课题简介 (1)1.2 温度控制方式研究现状 (1)1.2.1 传统控制方法—PID控制算法 (1)1.2.2 模糊控制 (2)1.2.3 神经网络控制 (2)1.2.4 自适应控制 (3)1.2.5 PID控制方法和其他控制方法的结合使用 (4)1.3 本文所做的工作 (6)2 温度控制系统的概述 (7)2.1 实验装置简述 (7)2.2 温度控制系统概述 (13)2.2.1 温度控制系统的结构框图 (13)2.2.2 调节器及其基本调节规律 (13)2.2.3 执行器 (14)2.2.4 被控对象 (14)2.2.5 检测元件 (14)3 温箱系统建模 (15)3.1 数学模型概述 (15)3.2 温箱数学模型的建立 (16)3.3 系统建模 (18)4 PID控制方案 (18)4.1 PID控制概述 (18)4.2 PID控制原理 (19)4.2.1 模拟PID控制器 (19)4.2.2 数字PID控制器 (20)4.2.3S7-300控制PID实现 (23)4.3 PID控制整定方法 (25)4.3.1 Ziegler—Nichols整定公式 (25)4.3.2 最优PID控制器 (26)4.3.3 自整定PID控制器 (28)4.4 PID控制仿真 (28)4.4.1 建模 (28)4.4.2 系统仿真 (31)4.4.3 分析比较 (35)5 结论 (36)6 体会 (37)7 参考文献 (38)1 绪论1.1 课题简介这学期我们学习了《过程控制系统与自动化仪表》，它是自动化专业比较重要的一门专业课。
过程控制系统一般指工业生产过程中自动控制系统的被控变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
锅炉温度控制系统设计_毕业设计论文
安徽建筑大学毕业设计（论文）专业：测控技术与仪器班级 : 二班学生姓名 : 胡磊学号 : 09210040203课题 : 锅炉温度控制系统设计指导老师：纪明伟2013 年 06 月 14 日摘要在调查对当前采暖需求情况的基础上，根据小型家用燃气锅炉的工作特点，再结合工程实际需要，研究了基于MCS-51单片机的家用燃气锅炉温度控制系统，旨在解决使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制的问题，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。
利用Protel99se软件设计电路，对智能控制器的电源电路、报警电路、时钟电路、复位电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。
电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v 电压转换为单片机所需要的5V电压；利用AT89S51作为控制器的核心器件；利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;并将测量的水温与设定值比较，另外系统使用LCD液晶显示器显示当前水位、水位的上下限值、当前采集的温度值和预先设定的温度报警值。
当温度超过所设定的报警温度值，系统将发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。
等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。
这样就可以提高能源的使用率，节约能源。
针对系统的特点和要求，在上述硬件电路及实现方法的基础上，利用汇编语言，设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。
控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、LCD液晶显示子程序等。
关键词：单片机；温度控制；DS18B20；燃气锅炉；LCD；ABSTRACTAccording to the market demand and the characteristics of domestic heating, this paper develops MCU intelligence controller for the minor gas-fired boiler which is domestic heating equipment on the basis of investigation of heating demand widely. The research purpose is to change the inconvenience of temperature control bring by using coal fired boiler for centralized heating, to increase economics of heating.The software called Protel99se for circuit designed is used to develop the hardware of the controller. The hardware includes the power supply circuit, the reset circuit,the clock circuit, the alarm circuit, the LCD display circuit, and the temperature collection which is the core of this controller. The three-pin integrated-circuit voltage regulator W7800 (7900) series component 7805 is used for the power supply. The Atmel AT89S51 chip is the core chip of the controller. The integrated temperature sensor DS18B20 is used to measure water temperature in boiler. The key circuit is used to set the alerm temperature and analog water in or out. In addition, LCD is used to display water level bound, current water level, temperature alerm value by presupposition and current temperature. When water level beyond its bound or when current temperature beyond its alerm value, the system gives an alerm and makes boiler burner off. When water temperature is down, the system releases alerm and makes boiler burener on. The system does it again and again.So the system can save energy and improve energy utilization rate. Aim at the demand and characteristic of the system, on the basis of these hardware and implement method, using assemble language, system designs boiler temperature control system design based on singlechip. This software includes temperature and water level monitor main program, temperature collection subprogram, analoy water in and out subprogram, keyboard scan subprogram, LCD display subprogram etc.Keywords:MCU; Temperature control; DS18B20;Gasboiler;Liquid CrystalDisplay;目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2课题研究的目的及意义 (2)1.3系统的总体设计思想 (2)2 系统方案选择及工作原理 (1)2.1 系统设计方案 (1)2.2 系统结构框图 (2)2.2.1主要器件的选择 (4)2.2.2 辅助器件选择 (4)3 硬件电路设计 (5)3.1 主控单片机AT89S51芯片介绍 (5)3.1.1 主要性能特点 (5)3.1.2 AT89S51管脚说明 (6)3.2 单片机最小系统 (8)图3.2 最小单片机系统 (8)3.2.1时钟电路 (8)3.2.2 复位电路 (9)3.3 温度控制电路设计 (9)3.4按键电路设计 (10)3.5 水位检测电路设计 (10)3.6 稳压电源电路设计 (12)3.7温度传感器选择及温度采集电路 (13)3.7.1 DS18B20简介 (13)3.7.2温度采集电路 (14)3.8输出模块 (15)3.8.1 固态继电器SSR (15)3.8.2报警电路设计 (16)3.8.3液晶显示电路设计 (17)4 系统软件的设计 (19)4.1 系统主程序 (19)4.2 子模块软件设计 (20)4.2.1 A/D转换环节子程序设计 (21)4.2.2 DS18B20温度采集子程序设计 (21)4.2.3 LCD液晶显示子程序设计 (22)4.2.4 按键子程序设计 (23)总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录一 (27)附录二 (36)1 绪论1.1 课题背景由于工业过程控制的需要，特别是在计算机技术和微电子技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以美国、德国、日本、瑞典等国家技术领先，都生产出了一批性能优异的、商品化的温度控制器及仪表，并在各行得到广泛的应用。
锅炉内胆水温控制
目录1 系统组成介绍 (1)1.1 被控对象 (1)1.2 检测仪表 (1)1.3 执行机构 (2)1.5 控制屏组件 (2)1.6 实验控制系统流程图 (3)1.7 控制原理框图 (4)2 上位机组态与程序设计 (6)2.1 组态软件介绍 (6)2.2 WinCC的发展及应用 (6)2.3 Wincc监控组态与程序设计 (7)2.4 WiNCC组态软件的通讯 (14)3 PLC300控制程序 (16)4 实验内容与步骤 (20)4.1 实验准备工作 (20)4.2 控制规律选择参数调节 (21)5 实验结果显示 (23)总结 (26)参考文献 (27)1 系统组成介绍本实验装置对象主要由锅炉和盘管三大部分组成。
供水系统：一路由三相（380V 恒压供水）磁力驱动泵、电动调节阀、涡轮流量计及自动电磁阀组成；另一路由变频器、三相磁力驱动泵（220V变频调速）、涡轮流量计及自动电磁阀组成。
1.1 被控对象4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)1．模拟锅炉：是利用电加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。
做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。
冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。
2．盘管：模拟工业现场的管道输送和滞后环节，长37米（43圈），在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。
盘管的出水通过阀门的切换既可以流入锅炉内胆，也可以经过涡轮流量计流回储水箱。
它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。
3．管道及阀门：整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，所有的阀门均采用优质阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。
有效提高了实验装置的使用年限。
实验5 单回路温度控制
一、实验任务
1、根据仿真结果，设计模拟锅炉内胆温度单回路 温度控制系பைடு நூலகம்（夹套中冷却水）； 2、用仿真PI参数为预设参数，进行单闭环温度控 制系统调节器参数的整定（约4：1）； 3、记录整定过程的阶跃响应曲线 ，说明PI参数对 系统性能指标衰减比、超调量、稳定时间的影响。
2、含盘管的流量对象数学模型是什么形式？ 3、用MATLAB进行下面液位单回路系统设计 和PI参数整定
W ( s) 1 s 1
四、思考题
1、消除系统的余差为什么采用PI调节器， 而不采用纯积分器？ 2、在温度控制系统中，为什么用PID控制， 系统的性能并不比用PI控制有明显地改善？ 3、如果锅炉内胆不采用循环水，那么锅炉 夹套的温度控制效果会怎样？
参考接线
五、预 习
1、如何建立含盘管的流量对象的数学模型？
二、实验原理
图1 锅炉内胆水温控制系统的结构示意图
模拟锅炉的内胆控制任务就是在电加热丝 不断加热的过程中保持锅炉内胆的水温不变， 即控制锅炉内胆水温等于给定值； 实验进行前必须先通过电动调节阀支路给锅 炉内胆打水,当水位上升至适当高度才开始加热， 并在加热过程中不再加水。
锅炉内胆水温的定值控制系统整定过程中至 少做两组PI参数，比较。
图2 锅炉内胆动态水温控制系统的方框图
三、实验报告
1、单回路温度定值控制系统的方案、框图、 结构图。 2、单回路温度定值控制系统接线和实验过 程； 3、记录进行调节器参数工程整定过程的阶 跃响应曲线，比较输出结果； 4、说明P、I参数大小对响应曲线性能指标 衰减比、超调量、稳定时间的影响。
锅炉内胆水温位式控制
第一节锅炉内胆水温位式控制系统一、实验目的1．了解温度位式控制系统的结构与组成。
2．掌握位式控制系统的工作原理及其调试方法。
3．了解位式控制系统的品质指标和参数整定方法。
4．分析锅炉内胆水温定值控制与位式控制的控制效果有何不同之处？二、实验设备（同前）三、实验原理图4-1 锅炉内胆温度位式控制系统(a)结构图 (b)方框图本实验系统的结构图和方框图如图4-1所示。
本实验的被控对象为锅炉内胆，系统的被控制量为内胆的水温。
由于实验中用到的调节器输出只有“开”或“关”两种极限的工作状态，故称这种控制器为二位式调节器。
温度变送器把铂电阻TT1检测到的锅炉内胆温度信号转变为反馈电压V i。
它与二位调节器设定的上限输入V max和下限输入V min比较，从而决定二位调节器输出继电器是闭合或断开，即控制位式接触器的接通与断开。
图4-2为位式控制器的工作原理图。
图4-2 位式控制器的输入-输出特性图中： V0------位式控制器的输出；V i------位式控制器的输入；V max-----位式控制器的上限输入；V min-----位式控制器的下限输入。
由图4-2可见，当被控制的锅炉水温T减小到小于设定下限值时，即V i≤V min时，位式调节器的继电器闭合，交流接触器接通，使电热管接通三相380V电源进行加热（如图4-1所示）。
随着水温T的升高，Vi也不断增大，当增大到大于设定上限值时，即V i≥V max时，则位式调节器的继电器断电，交流接触器随之断开，切断电热丝的供电。
由于这种控制方式是断续的二位式控制，故只适用于对控制质量要求不高的场合。
位式控制系统的输出是一个断续控整理用下的等幅振荡过程，因此不能用连续控整理用下的衰减振荡过程的温度品质指标来衡量，而用振幅和周期作为控制品质的指标。
一般要求振幅小，周期长。
然而对于同一个位式控制系统来说，若要振幅小，则周期必然短；若要周期长，则振幅必然大。
因此可通过合理选择中间区以使振幅保持在限定范围内，而又尽可能获得较长的周期。
锅炉温度控制系统的设计
锅炉温度控制系统的设计
一、系统概述
二、系统结构
该锅炉温度控制系统分为三个主要部分，分别为监测部分、控制部分和调节部分。
具体结构如下：
监测部分：监测部分由温度传感器、温度控制器和显示器组成，用来测量当前锅炉的环境温度，并将温度信息传送至温度控制器进行处理，然后将反馈的温度信息显示在显示器上，提醒用户注意温度的变化，以便及时发现异常情况的发生，实现安全的控制。
控制部分：控制部分是整个系统的核心部分，它由温度控制器组成，用于处理传入的温度信息，根据预设温度值，自动控制温度，以达到实现温度的精确控制。
调节部分：调节部分由执行器和报警系统组成，执行器是用来控制锅炉的温度的直接运行装置，它根据控制器发出的控制信号自动调节锅炉的温度，以达到温度的精确控制。
锅炉内胆水温控制系统设计20页word
湖南工程学院课程设计课程名称过程控制课题名称锅炉内胆水温控制系统设计专业自动化班级 1003班学号 201901020322 姓名邓涛指导教师沈细群20 13 年9 月13 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称过程控制课题锅炉内胆水温控制系统设计专业班级自动化1003班学生姓名邓涛学号201901020322指导老师沈细群审批沈细群任务书下达日期2019 年9 月 2 日任务完成日期2019 年9 月13日第 3 页第 5 页目录第1章系统总体方案设计与选择 (1)第2章系统工作原理与框图 (2)2.1 工作原理 (2)2.2 系统结构框图 (3)第3章控制系统工作流程 (3)第4章系统调试 (6)第5章系统监控 (8)附录 (10)参考文献 (10)程序清单 (11)评分表 (18)第1章系统总体方案设计与选择过程控制就是操纵变量影响工艺条件、过程、状况，目的是为了达到所需的目标。
在石油生产加工、化学、热力、材料以及轻工业等行业领域中，我们把以温度、液位、流量、压力等等这些被作为主要的控制对象的系统都称作是“过程控制”。
过程控制除了在传统产业改造的过程控制方面有很重要的作用以外，在提高产品质量、节约原材料及能源、保护生态环境、减少环境污染方面以及提高经济效益和劳动效率方面的影响也非常大。
现在过程控制已经在我国新建的大规模、结构复杂的工农业生产过程中占据非常重要的地位。
随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化仪表已经进入了计算机控制装置时代。
在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中，以温度、流量、物位、压力和成分为主要被控变量的控制系统都称为“过程控制”系统。
过程控制不仅在传统工业改造中，起到了提高质量，节约原材料和能源，减少环境污染等十分重要的作用，而且已成为新建的规模大、结构复杂的工业生产过程中不可缺少的组成部分。
随着计算机控制装置在控制仪表基础上的发展，自动化控制手段也越来越丰富。
锅炉内胆水温控制
目录1 系统组成介绍 (1)1.1 被控对象 (1)1.2 检测仪表 (1)1.3 执行机构 (2)1.5 控制屏组件 (2)1.6 实验控制系统流程图 (3)1.7 控制原理框图 (4)2 上位机组态与程序设计 (6)2.1 组态软件介绍 (6)2.2 WinCC的发展及应用 (6)2.3 Wincc监控组态与程序设计 (7)2.4 WiNCC组态软件的通讯 (14)3 PLC300控制程序 (16)4 实验内容与步骤 (20)4.1 实验准备工作 (20)4.2 控制规律选择参数调节 (21)5 实验结果显示 (23)总结 (26)参考文献 (27)1 系统组成介绍本实验装置对象主要由锅炉和盘管三大部分组成。
供水系统：一路由三相（380V 恒压供水）磁力驱动泵、电动调节阀、涡轮流量计及自动电磁阀组成；另一路由变频器、三相磁力驱动泵（220V变频调速）、涡轮流量计及自动电磁阀组成。
1.1 被控对象4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)1．模拟锅炉：是利用电加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。
做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。
冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。
2．盘管：模拟工业现场的管道输送和滞后环节，长37米（43圈），在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。
盘管的出水通过阀门的切换既可以流入锅炉内胆，也可以经过涡轮流量计流回储水箱。
它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。
3．管道及阀门：整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，所有的阀门均采用优质阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。
有效提高了实验装置的使用年限。
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锅炉内胆温度控制系统设计一．引言过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。
无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。
过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。
实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。
这就是过程控制要研究和解决的问题。
二．任务和要求任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。
要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。
三．总体方案系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。
系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。
1．原理框图图12．简要原理单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。
其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。
而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。
先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。
待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。
在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。
在结构原理框图中可以清楚的看出，我们给定温度的设定值，将温度传感器的值与设定值相比较，把偏差值送入PID调节器，PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置，经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值，从而控制锅炉内胆的水温。
此控制系统为单闭环反馈系统，只要PID参数设置的合理，就能够使系统达到稳定。
3．优缺点分析优点：单闭环系统结构简单，稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。
缺点：对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求四．元器件的选择与参数整定1．元器件的选择：(1)被控对象由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。
模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙。
管道：整个系统管道采用不诱钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。
有效提高了实验装置的使用年限。
其中储水箱底有一个出水阀，当水箱需要更换水时，将球阀步打开直接将水排出。
(2)检测装置变送器：采用工业用的扩散硅压力变送器，含不诱钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。
温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。
经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4~20mA DC电流信号。
Pt100传感器精度高，热补偿性较好。
(3)执行机构电动调节阀：采用智能型电动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。
电动调节阀型号为：QSVP-16K 。
具有精度高、技术先进、体积小、重量轻、推动力大、功能强、控制单元与电动执行机构一体化、可靠性高、操作方便等优点，控制信号为4~20mA DC 或1 ~5V DC,输出4~20mA DC 的阀位信号，使用和非常校正方便。
技术指标：电源：220V AC 50HZ输入控制信号：4~20mA DC 或1~5V DC公称压力：1. 6 Mpa公称直径：20mm重复精度：±1%介质温度：-4~+200°C行程：10mm功耗：5VA变频器：本装置采用日本三菱(FR-S520S-0.4K-CH(R))变频器，控制信号输入为(4~20mADC)或0~5V DC ，0~220V 变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。
水泵：本装置采用磁力驱动泵，型号为16CQ-8P ，流量为32升/分，扬程为8米，功率为180W 。
泵体完全采用不诱钢材料，以防止生锈，使用寿命长。
本装置采用两只磁力驱动泵。
一只为下相380V 恒压驱动，另一只为三相变频220V 输出驱动。
可移相SCR 调压装置：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号为4~20mA 标准电流信号。
输出电压用来控制加热器加热，从而控制锅炉的温度。
电磁阀：在本装置中作为电动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。
电磁阀型号为2W-160-25，工作压力：最小压力为0Kg/3cm ，最大压力为7Kg/3cm ，工作温度：-5~8°C 。
(4)控制器本实验装置基本配置的控制器有调节仪表、比值器、前馈一反馈补偿器、解耦装置。
(还可根据需要扩展远程数据采集和PLC 可编程控制系统)调节仪表：本系统实验装置采用上海万迅仪表有限公司的AI 系列仪表，其主要特点有：a) AI 系列仪表操作方便、通俗易学，且不同功能档次相互兼容。
b) 具有国际上同类仪表的几乎所有功能，通用性强、技术成熟可靠。
c)全球通用的85~246V AC范围开关电源或者24V DC电源供电，并且具备多种外形尺寸。
d)输入采用数字校正系统，内置常用热电偶和热电阻非线性校止表格，测量精确稳定。
e)采用先进的AI人工智能调节算法，无超调，具备自整定(AT)功能。
f)采用先进的模块化结构，提供丰富的输出规格，能满足各种应用场合的需要。
g)通过IS09002质量认证，品质可靠。
具备符合要求的抗干扰性能。
比值器、前馈-反馈装置：此控制器与调节器一起使用既可以实现流量的单闭环比值、双闭环比值控制系统实验，又可以实现液位与流量、温度与流量的前馈-反馈控制系统实验。
解耦控制装置：此控制器与调节器一起使用可以实现锅炉内胆与锅炉夹套的温度、上水箱液位与出口温度的解耦控制系统实验。
2．参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
本设计主要采用响应曲线法，具体过程如下：（1）先用P，再加I，最后再加D.。
（2）调试时，将PID参数置于影响最小的位置，即P最大，I最大，D最小。
（3）按纯比例系统整定比例度，使起得到比较理想的调节过程曲线，然后再把比例度放大 1.2 倍左右，将积分时间从大到小改变，使其得到较好的调节过程曲线。
（4）最后在这个积分时间下重新改变比例度，再看调节过程曲线有无改善。
（5）如有改善，可将原整定的比例度减少，改变积分时间，这样多次的反复，就可得到合适的比例度和积分时间。
（6）如果在外界干扰下，系统稳定性不够好，可把比例度和积分时间适当增加一些，使系统足够稳定。
将整定好的比例度和积分时间适当减小，加入微分作用，以得到超调量最小、调节作用时间最短的调节过程。
（7）整定好的比例度和积分时间适当减小，加入微分作用，以得到超调量最小、调节作用时间最短的调节过程。
五．仿真程序及结果1.被控对象为温度，其传递函数可用一阶惯性环节加滞后的形式近似，其传递函数为：我们用Matlab软件对此传递函数进行仿真，其结构框图如图2所示，调整传递函数中的相应参数并且给此温度系统加阶跃扰动，通过虚拟示波器可以观察到如图3所示的波形。
图2图32.我们采用PID调节，PID调节器结构图如下图所示，PID调节器的参数如下：K=1.7，=0.024，=15，在图4中，其中的subsystem为被控对象传递函数的结构框图，如图5所示。
图4图53.PID控制系统响应曲线如图6所示，其超调量、误差和响应时间都能够基本满足要求。
图6六．系统特点及改进意见PID 控制由于结构简单、稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID 调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依*经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
单回路控制系统所需的自动化装置少，投运、整定、维护比较简单，实践证明它能够满足生产过程的基本控制要求，能解决大量的生产控制问题，因此在生产过程自动控制中得到了广泛应用，但是对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求，因此可以使用复杂控制系统。
可以采用串级控制、前馈控制等。
串级控制系统有两个闭合回路，控制品质相对于单回路控制系统显著提高；前馈控制通过前馈控制器，根据扰动量的大小改变控制量，以抵消对被控对象的影响。
以上两种复杂控制系统都能够较好的改善控制质量。
七．参考文献[1]李友善.自动控制原理.北京：机械工业出版社，1981[2]潘永湘，杨延西，赵跃编著.过程控制与自动化仪表.机械工业出版社，2007[3]翁维勤.过程控制系统及工程.北京：化学工业出版社，2005[4]孙虎章主编.自动控制系统. 北京：中央广播电视大学出版社，1984[5]黄柯棣主编.系统仿真技术. 长沙：国防科技大学出版社，1998[6]钟禕勍,李克鹏,钟录生,李兆生编著.基于MATLAB的内模控制器的简单设计实现[J].可编程控制器与工厂自动化（PLC FA），2004。