冷却塔液位控制系统
水冷塔液位联锁

水冷塔液位联锁1. 概述水冷塔液位联锁是一种用于保护水冷塔的安全运行的控制系统。
通过监测水冷塔的液位,并与其他设备进行联锁控制,可以避免液位过高或过低对水冷塔的损害,同时确保水冷塔的正常运行。
2. 水冷塔液位联锁原理水冷塔液位联锁的原理是通过液位传感器对水冷塔的液位进行实时监测,并将监测到的液位信号传输给控制系统。
控制系统根据液位信号进行判断,当液位达到预设的高或低限时,控制系统会触发相应的联锁控制动作。
具体来说,当液位过高时,控制系统可以通过控制阀门或泵等设备,将多余的水排出或停止供水,以避免水冷塔的溢流或冲击;当液位过低时,控制系统可以通过控制阀门或泵等设备,增加供水量,以保证水冷塔的正常运行。
3. 水冷塔液位联锁的功能水冷塔液位联锁系统具有以下功能:3.1 液位监测与显示水冷塔液位联锁系统通过液位传感器实时监测水冷塔的液位,并将液位信号转换为可视化的显示,以便操作人员直观地了解水冷塔的液位情况。
3.2 联锁控制水冷塔液位联锁系统可以根据液位信号进行联锁控制,当液位超过设定的高限时,系统会触发联锁控制动作,如关闭进水阀门或停止供水泵;当液位低于设定的低限时,系统也会触发相应的联锁控制动作,如打开进水阀门或启动供水泵。
3.3 报警与保护水冷塔液位联锁系统可以设置液位报警功能,当液位超过或低于设定的限制范围时,系统会发出声光报警信号,提醒操作人员及时采取措施。
同时,系统还可以对液位进行保护,当液位超过或低于设定的安全范围时,系统会自动切断进水或排水设备的电源,以避免对水冷塔造成进一步的损害。
3.4 数据记录与分析水冷塔液位联锁系统可以对液位数据进行记录和分析,包括液位的变化趋势、液位超限的次数、持续时间等。
这些数据可以帮助运维人员进行故障诊断和设备维护,提高水冷塔的运行效率和可靠性。
4. 水冷塔液位联锁的应用水冷塔液位联锁系统广泛应用于各种工业领域,特别是需要大量冷却水的生产过程中,如电力、化工、钢铁、冶金等行业。
电气控制与PLC应用-项目12组态王在水塔水位控制系统中.ppt

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图12-6 新建画面对话框
❖ 2)在工具箱中单击文本工具,在画面上输入文字:指示报 警灯。
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图12-7 系统开发界面
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图12-8 报警组态画面
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❖ 3)选择菜单“图库/打开图库”命令或按F2键打开图库管 理器,如图12-8所示。
❖ 1)选择工程浏览器左侧“设备\COM1”,在工程浏览器右 侧用鼠标左键双击“新建”图标,弹出“设备配置向导” 对话框,如图12-9所示。
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PLC
MPI(串口)
图12-9 设备配置向导一
图12-10 设备配置向导二
❖ 2)选择“PLC/西门子/S7-300系列/MPI(串口)”项, 单击“下一步”弹出对话框,如图12-10所示。
程。
图12-5 创建新工程向导四
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❖ 2.创建组态画面
❖ “组态王”采用面向对象的编程技术,使用户可以方 便地建立画面的图形界面。用户构图时可以象搭积木那样 利用系统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面 之间的图形对象拷贝,可重复使用以前的开发结果。
❖ 1)打开工程名为“报警指示灯控制”的工程,在工程 浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项, 在工程浏览器右侧视图中用鼠标左键双击“新建”图标, 弹出新建画面对话框如图12-6所示。在“画面名称”处输 入新的画面名称,如报警指示系统,其它属性目前不用更 改。点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。 如图12-7所示。接下来在此画面中绘制图素。绘制图素的 主要工具放置在图形编辑工具箱内。当画面打开时,工具
PLC控制的水塔液位控制系统

PLC控制的水塔液位控制系统摘要本文主要是对一水塔液位控制系统的设计过程,涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PLC控制、PID算法、传感器和调节阀等一系列的知识。
作为单容水塔液位的控制系统,其模型为一阶惯性函数,控制方式采用了PID算法,控制核心为S7-200系列的CPU222以及A/D、D/A转换模块,传感器为扩散硅式压力传感器,调节阀为电动调节阀。
选用以上的器件设备、控制方案和算法等,是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。
由于液体本身的属性及控制机构的摩擦、噪声等的影响,控制对具有一定的纯滞后和容量滞后的特点,液位上升的过程缓慢,呈非线性。
因此液位控制装置的可靠性与控制方案的准确性是影响整个系统性能的关键,因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数,特别是在动态的状态下,采用适合的方法对液位进行检测、控制,能收到很好的效果。
可编程控制器(PLC)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的,主要用来代替继电器实现逻辑控制。
PID控制(比例、积分和微分控制)是目前采用最多的控制方法。
AbstractThis paper is mainly the design process of a water tower level control system, relates to the dynamic control, liquid level control system modeling, PLC control,PID algorithm, the sensor and the control valve and a series of knowledge. As a single capacity water tower level control system, the model is a one order inertialfunction, control method using the PID algorithm, the control core is S7-200series CPU222 and A/D, D/A conversion module, sensor for diffusion siliconpressure sensor, control valve for the electric control valve. Choose abovedevices, control scheme and algorithm, is in order to maximize meet systemsuch as control precision, time and quantity of regulation and control the quality requirements. In people's daily life and industrial production and other fieldsoften relates to the control problems of liquid level and flow, such as residents living water supply, beverage, food processing, solution filter, chemical production and many other industries in the production process, typically requires the use of a liquid storage tank, storage liquid pool in the the need to maintain the appropriate height, neither too overflow caused by waste, also cannot too little and cannot meet thedemand of. Because of the influence ofproperty and the control mechanism of the liquid itself friction, noise, control with a certain pure lag and lag characteristics of capacity, process level is risingslowly,non-linear. The accuracy and reliability of control scheme so liquid level control device is the key to influence the performance of the whole system, sothe liquid level height is an important parameter in the process of industrial control, especially in the dynamic condition, adopting suitable methods for detection, control of the liquid level, can get good effect. Programmable logic controller (PLC) is a member of the family computer, is designed for industrial control applications in manufacturing, is mainly used to replace relay logic control to achieve. PID control (proportional, integral and differential control) is currently the most used control method.(二)目的与意义可编程控制器PLC因为抗干扰能力强,可靠性好,控制系统结构简单,通用性强,编程方便,易于使用,设计、施工、调试、的周期短,体积小,维护操作方便,易于实现网络化,可实现三电一体化等优势已经成为应用面最广,最广泛的通用工业控制装置,成为当代工业自动化的主要支柱之一。
洗涤塔液位控制方法

洗涤塔液位控制方法
洗涤塔液位控制是工业过程中确保洗涤塔内液体保持在安全且有效运行范围内的关键技术之一。
以下是一些常用的洗涤塔液位控制方法:
1.浮球式液位控制器:
利用浮力原理,通过连接到浮球的机械或电动开关来检测和调节液位。
当液位上升时,浮球随之升高并触发阀门动作(如打开或关闭进水阀、出水阀),以维持预设液位。
2.电容式/雷达式液位计:
采用非接触式的测量方式,电容式液位计通过检测电容值变化来反映液位高度;雷达液位计则利用微波反射原理,精确测量距离从而推算液位。
3.差压式液位变送器:
在洗涤塔顶部和底部安装压力传感器,利用液位高度与静压差的关系进行测量,并将信号传送到控制器,进而调整进出水量。
4.超声波液位控制器:
发射超声波脉冲至液面,接收从液面反射回来的回波时间,计算出液位高度,并据此自动调节泵或阀门的开度。
5.PID控制系统:
通过安装液位传感器并将信号反馈给PID控制器,根据设定点与实际液位之间的偏差,实时调整输出信号控制相关阀门的开启程度,实现精确而稳定的液位控制。
6.分程控制系统:
对于复杂的工艺要求,可能需要采用多级控制策略,例如使用两个不同设定点的控制阀进行协同工作,一个负责粗调,另一个负责细调,共同保证液位稳定。
7.PLC或DCS控制:
将液位传感器集成到自动化控制系统中,通过可编程逻辑控制器(PLC)或分布式控制系统(DCS)实现更高级别的自动化控制,包括远程监控、报警设置及故障自诊断功能。
综上所述,选择哪种液位控制方法取决于具体的工艺条件、精度要求、现场环境以及设备的成本效益等因素。
在实际应用中,往往结合多种技术手段,确保洗涤塔液位在既定的安全范围内高效稳定运行。
空冷塔液位智能控制开发与实现

技术与应用 Technology & Application传感器世界 2015.06Vol.21 NO.06 Total 24018摘要:简述空分空冷塔在空分生产中的重要性以及现有控制存在的问题。
详细阐述了空冷塔液位控制的新思路和原理,以及具体的实现方法,通过改进控制思路及方法综合地保证空分空冷塔系统安全稳定运行,对其他空分装置空冷塔液位控制有着重要参考价值。
关键词:空冷塔;液位控制;智能控制中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-883X(2015)06-0018-03收稿日期:2015-05-07空冷塔液位智能控制开发与实现张国华山东钢铁集团莱芜分公司自动化部,山东莱芜 271104一、引言空分装置流程性非常强,从空气自洁式过滤器、空压机、预冷系统、空气净化系统、增压机、膨胀机、再到空分塔,环环相扣,哪一个环节出现问题都会直接影响空分装置的生产,甚至产生较为严重的后果。
空冷塔是空分装置预冷系统的重要设备[1],空分装置在生产过程中,空冷塔液位检测与控制是涉及设备安全与工况稳定与否的重要过程控制之一。
正常生产过程中,要求空冷塔液位控制在适当的范围内,液位过高或过低,都将引起较为严重的后果。
当液位过高达到满量程附近,空冷塔水位会高过空压机进空冷塔出口管道,高压空气会带非游离态水汽进入分子筛,造成分子筛设备进水事故,一方面造成停车,同时由于分子筛发生“水中毒”[2],必须要重新更换,因此,直接经济损失和长时间停机造成的经济损失非常大。
当液位过低或没有液位时,会导致高压空气进入到循环水回水总管,进而损坏冷却风扇的喷嘴;高压空气会破坏水网,进而导致换热器等设备工作异常,也会导致工况紊乱和设备安全事故。
为使空冷塔液位在正常范围内,目前空冷塔液位检测控制方式为:液位检测方式有两个,一个是磁翻板液位计,为空冷塔液位的现场指示;另一个是双法兰液位变送器,将空冷塔液位转化为4~20mA 信号进DCS ,DCS 采用PID 控制,当液位高于设定点时,调节排水阀开度逐渐增大,以保证液位在设定点左右,当液位低于设定点时,阀门开度关小来维持液面高度。
冷却水控制系统说明书新版

冷却水控制系统操作说明书上海徽鼎机电设备有限公司二O一三年三月一、控制系统说明1.冷却水控制系统是冷却水换热并经降温,再循环使用的给水系统。
主要由冷却设备、水泵和管道组成。
有节约大量工业用水的作用。
2.冷却水控制柜具有操作循环泵,冷却风机,电磁阀的启动和停止,故障报警,故障切换等功能。
可以通过人机界面和远程实时监控系统的运行状态。
3..控制柜本身有防雨罩,具有防雨功能4.控制柜本身带有保护功能:4.1 短路保护:采用施耐德智能电源转换开关,当发生短路时自我保护不会将电源烧毁;4.2 电机过热:当电机运转过程中,出现发热时影响电机PTC 阻值,使其阻值越来越大,这时热敏电阻继电器通过其阻值变化来判断电机此时的温度,当检测到电机温度异常或时,停止低温泵输出并在文本显示器上出现相应提示,且对应循环泵故障指示灯亮。
重置按钮可以进行复位操作。
4.3 过载保护:通过热过载继电器保护限制电机工作电流,当电机电流大于额定值一定时间时,热过载继电器报警动作,并停止低温泵输出,在文本显示器上有相应提示,通过热过载继电器复位键进行复位;二、安装说明1.运输:柜体到达现场后,请用叉车或吊车平稳的将柜体运到柜体所需安装的基础台(槽钢或水泥台)上。
运输过程中,柜体不应受碰撞,以免骨架变形,或者薄面板碰凹,表面涂层受撞伤,影响外观。
2.安装:本控制柜属于落地式安装。
安装完毕后打开箱体,将电源引入,电机按照图纸连接,电磁阀控制由端子引出。
安装完毕后,要检查电机与控制柜的绝缘性,机械传动是否正常。
3.环境要求:3.1 现场环境温度应控制在-10°~50°这个范围内3.2 现场的防护等级要求为IP553.3 无导电尘埃和破坏绝缘介质的气体或蒸汽。
3.4 无剧烈震动或冲击3.5 良好通风环境4.当以上条件均符合后,接通电源,观察电机运转是否正常,转速方向,转速高低和转速大小等。
三、工作原理该电控柜由西门子S7-200作为主控制器。
PLC水塔液位自动控制系统

P L C水塔液位自动控制系统Prepared on 22 November 2020毕业设计(论文)(说明书)题目:基于PLC的水塔液位自动控制系统设计姓名:王松学号:平顶山工业职业技术学院年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书姓名王松专业班级电气自动化对口1班任务下达日期年月日设计(论文)开始日期年月日设计(论文)完成日期年月日设计(论文)题目:基于PLC的水塔液位自动控制系统设计指导教师系(部)主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)答辩委员会记录自动化与信息工程学院电气自动化技术专业,学生王松于年月日进行了毕业设计(论文)答辩。
设计题目:基于PLC的水塔液位自动控制系统设计专题(论文)题目:指导老师:答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生王松毕业设计(论文)成绩为。
答辩委员会人,出席人答辩委员会主任(签字):答辩委员会副主任(签字):答辩委员成员:,,,,,, , 。
平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第页共页学生姓名:王松专业班级电气自动化对口1班年级 11级毕业设计(论文)题目:基于PLC的水塔液位自动控制系统设计评阅人:指导教师:(签字)年月日成绩:系(科)主任:(签字)年月日毕业设计(论文)及答辩评语:摘要随着科技的发展,无论在日常生活中,还是在工农业发展中,PLC具有广泛的应用。
PLC的一般特点:抗干扰能力强,可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。
PLC总的发展趋势是:高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。
本水塔水位控制系统采用PLC为控制核心,具备开启和全部停止功能,这是一种PLC控制的自动调节控制系统。
应用此控制系统能显着提高劳动效率,减少劳动强度。
【关键词】:PLC;自动控制;水塔液位目录第一章概述课题设计背景在工业生产中,电流、电压、温度、压力、液位、流量、和开关量等都是常用的主要被控参数。
水塔水位控制系统电子课程设计全文.

水塔水位控制系统电子课程设计全文.一、水塔水位控制系统的概述水塔水位控制系统是一种自动水位控制系统,主要应用于水塔的水位管理,它可以自动检测水塔的水位,并根据预设的设定值来控制水塔的水位。
系统中的核心部分为水位传感器,用于实时监测水箱的水位,上位机通过水压变送器和电磁阀控制水箱水位。
水塔水位控制系统可以有效控制低水位、高水位等水位状况,提高水塔供水效率,减少水质污染。
水塔水位控制系统主要由以下组成:1.水位传感器:水位传感器安装在水塔内,用于实时检测水塔内水位,传感器将水位数据转换成信号,供上位机控制体系读取。
2.水压变送器:水压变送器通过水压变频器把信号转换成变动的阀门控制电流,用于控制水塔水位,保持在安全范围。
3.电磁阀:电磁阀用于控制水塔内水位,当水位过高时,电磁阀自动开阀引水排出;当水位过低时,电磁阀自动关阀,停止水位控制。
4.上位机:上位机主要用于控制系统的数据采集和参数设置,实时显示水位变化,记录水塔的水位变化,���便用户管理。
水塔水位控制系统的工作原理主要是通过水位传感器实时检测水塔水位,把水位高度数据转换成信号,由上位机控制,再经过水压变送器,控制电磁阀的开关,一旦水位超过预设的范围,系统将自动打开阀门,排出多余的水,当水位低于设定值时,阀门将自动关闭,以保持水位在安全范围内。
1.可实现自动控制,减少人工介入,安全性高。
2.系统运行可靠,采用传感器及计算机控制技术,精准可靠,运行稳定性高。
3.采用智能及精确控制技术,精确度高,水位控制精度可达0.1米。
4.可扩展性强,系统布线简单,无需增设其他电源,可根据实际需要,自动添加检测和控制元件。
五、安装工作1.根据实际水位检测点的位置安装水位传感器。
2.安装及调试水压变送器。
3.根据需要设置水位控制器参数,包括水位上、下限及低压保护阈值等。
4.安装电磁阀,并完成接线,确保系统的正常运行。
5.对控制系统的基本功能进行检测和调试,确保控制系统的性能达到设计要求。
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冷却塔液位控制系统冷却塔液位控制系统[摘要]液位控制是常见的工业过程控制之一,它广泛运用于水塔、锅炉、高层建筑水箱、罐、工业化工槽等受压容器的液位测量。
随着科技的进步,人们对生产的控制精度要求越来越高,所以提高液位控制系统的性能显得十分重要。
本文主要介绍了一种单闭环控制的冷却塔液位控制系统。
首先讲诉了液位控制系统的设计原理及结构设计;然后介绍了控制系统的算法及控制系统流程;最后针对其稳定性和抗干扰能力进行了分析并作出了相应的解决措施。
[关键词]:液位控制;实时监控;液位传感器;干扰抑制 1. 背景冷却塔主要用于大型空气压缩机冷却降温作用,而冷却塔液位控制系统主要用于控制冷却塔类冷却水的液位,确保也未能随时保持在一个合理的范围内,并且能够实现液位的实时监控和异常报警功能,以确保不会造成空气压缩机高温故障或损坏。
2. 液位控制原理2.1 液位控制系统的组成冷却塔液位控制系统的设计是一个简单控制系统,是由一个被控对象、一个检测变送单元(检测元件及变送器)、一个控制器和一个执行器(控制阀)所组成的单闭环负反馈控制系统,也称为单回路控制系统。
简单控制系统有着共同的特征,它们均有四个基本环节组成,即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。
图2-1 闭环控制结构框图由这个简单控制系统通用的框图设计出冷却塔液位控制系统的原理框图如图2-2所控制执行被控- 测量变送—设示。
图2-2 冷却塔控制系统结构框图这是单回路冷却塔液位控制系统,单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。
本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度,即控制的任务是控制冷却塔液位等于给定值所要求的高度。
根据控制框图,这是一个闭环反馈单回路液位控制,采用工业智能仪表控制。
2.2液位控制系统的功能1)液位控制系统基本功能设置液位高度后,通过控制变送器,自动调节液位高度到设置值。
如果自动调节出现错误时,可以切换到手动进行调节和诊断。
可以通过实时曲线去分析系统的稳态误差、超调量、调整时间等动态性能指标。
操作员可以通过微机进行实时监控,包括查看现场工作设备情况、手动/自动无扰切换、液位设置和液位显示、报警显示、实时曲线。
2)异常报警功能在异常状况下可以实现音响报警,通过查看报警次数和时间,对液位的状况进行跟踪分析,最后进行确认报警。
3.液位控制系统结构设计3.1单回路过程控制系统概述单回路过程控制系统亦称单回路调节系统简称单回路系统,一般指针对一个被控过程,采用一个测量变送器监测被控过程,采用一个控制器来保持一个被控参数恒定,其输出也只控制一个执行机构。
从系统的框图3-1看,是一个闭环回路。
图3-1单回路控制系统方框图图3-1中,()sGO、()sGm、()sGv和()sGc分别表示被控对象、检测变送仪表、执行器和控制器的传递函数。
系统工作时,被控过程的输出信号(被控变量)()t y通过检测变送仪表后将其变换为测量值()tym,并反馈到控制器()sGc的输入端;控制器()sGc根据系统被控变量的设定值()t r与测量值()tym的偏差()t e,按照一定的控制算法输出控制量()t u;执行器()sGv根据控制器()sGc送来的控制信号()t u,通过改变操作变量()tμ的大小,对被控对象()sGO进行调节,克服扰动()t d对系统的影响,从而使被控变量()t y趋于设定值()t r,达到预期的控制目标。
单回路系统结构简单,投资少,易于调整和投运,又能满足不少工业生产过程的控制要求,因此应用十分广泛,尤其适用于被控过程的纯滞后和小惯性、负荷和扰动变化比较平缓,或者对被控制量要求不高的场合。
3.2传感器选择传感器的作用是将工业生产过程的参数(如流量、压力、温度、物位和成分等)经检测并转换为标准信号。
在单元组合仪表中,标准信号通常采用0~10mA、4~20mA、1~5V 电流或电压,0.02~0.1MPa气压信号;在现场总线仪表中,标准信号是数字信号。
通常将检测变送仪表分为两部分。
一部分用来将被控变量的变化转化为更容易处理的另外一类物理量的变化,从而使得后续的处理工作相对简单,也便于信号的传输与放大,这部分被称为测量元件或传感器,也成为一次仪表;另外一部分将传感器所获得的物理量进行放大、变换和传输,从而使得检测变送仪表的输出为标准信号,这部分被称为变送单元或变送器,也称为二次仪表。
本设计采用压力传感器对冷却塔的液位进行检测,其量程为0~5KP,精度为0.5级。
采用工业用的扩散硅压力变送器,带不锈钢隔离膜片,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。
采用涡轮流量计对由电动调节阀控制的动力支路、由变频器控制的动力支路及盘管出口处的流量进行检测。
其优点是测量精度高,反应快。
流量范围:0~1.2m3/h ;精度:1.0%;输出:4~20mADC 。
4. 控制系统设计5.1 算法原理本设计采用测定动态特性的时域法,由阶跃响应曲线确定被控过程的数学模型。
PID 控制器的输入输出的关系式为inital 01)/1()(M dt de T edt T e K t M t D c +++=⎰ (4-1) 其中e(t)=sp(t)-pv(t) 是误差,sp(t) 是给定值,pv(t)是过程变量(反馈量),c(t) 是系统的输出量。
M(t) 是控制器的输出 是回路输出的初始值, c K 是PID 回路增益, I T 和D T 分别是积分时间常数和微分时间常数。
本系统中的回路增益、积分时间常数和微分时间常数可以通过工程计算初步确定。
但还需要进一步调整以达到最优控制的效果。
(4-1)式中前一部分起比例作用,中间部分起积分作用,后面一部分起微分作用。
根据应用不同,可以组成P 、PI 和PD 控制器。
如果设置采样周期T ,可以将(1)式离散化,第n 次采样时的控制器输出为:inital 11)]}1()([)()({)(M n e n e TT i e T T n e K n M D n i p +--++=∑= (4-2) 式(4-2)即是离散化的PID 控制算法表达式,图2-2的PID 控制块就是实现了该式的算法。
5.2 控制流程图图4-1为系统流程图。
图4-1控制流程图5 分析总结5.1整体稳定性及误差控制当一个单回路系统设计安装就绪之后,控制质量的好坏与控制器参数的选择有着很大的关系。
合适的控制参数,可以带来满意的控制效果。
反之,控制器参数选择得不合适,则会导致控制质量变坏,甚至会使系统不能正常工作。
因此,当一个单回路系统组成以后,如何整定好控制器的参数是一个很重要的实际问题。
一个控制系统设计好以后,系统的投运和参数整定是十分重要的工作。
系统由原来的手动操作切换到自动操作时,必须为无扰动,这就要求调节器的输出量能及时地跟踪手动的输出值,并且在切换时应使测量值与给定值无偏差存在。
一般言之,具有比例(P)调节器的系统是一个有差系统,比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小,而且也与系统的动态性能密切相关。
比例积分(PI)调节器,由于积分的作用,不仅能实现系统无余差,而且只要参数δ,Ti选择合理,也能使系统具有良好的动态性能。
比例积分微分(PID)调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用,从而使系统既无余差存在,又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)。
在单位阶跃作用下,P、PI、PID调节系统的阶跃响应分别如图5-1中的曲线①、②、③所示。
图5-1 P、PI和PID调节的阶跃响应曲线从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑,进一步得出PID控制器各校正环节的作用。
如下:1)比例环节用于加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。
比例度越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但易产生超调,甚至会导致系统不稳定。
比例度取值过小,则会降低调节精度,使响应速度缓慢,从而延长调节时间,使系统静态、动态特性变坏。
2)积分环节主要用来消除系统的稳态误差。
积分时间越小,系统的静态误差消除越快,但积分时间过小,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。
若积分时间过大,将使系统静态误差难以消除,影响系统的调节精度。
3)微分环节能改善系统的动态特性,其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。
但微分时间过大,会使响应过程提前制动,从而延长调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。
5.2系统干扰控制系统可能受到的差模干扰有:外交变磁场对传感器的一端进行电磁耦合,外高压交变电场对传感器的一端进行漏电耦合等。
针对具体情况已采用双绞信号传输线、传感耦合端加滤波器金属隔离线屏蔽等措施来消除差模干扰。
系统测量转换成信号(以下称信号源)的位置与测量电路、显示系统相距很远,易受外来干扰影响。
采用屏蔽与接地、“保护”屏蔽、采用合适的连接电缆线和滤波法来抑制外来干扰。
系统也可能遭受源于自动测试系统中的电源变压器的内部干扰。
变压器绕组中存在着分布电容(约为100—l000pF),漏电流可达8-70μA,由它引起的干扰在某些电路中的干扰电压可达1-10V,因此,采用隔离变压器供电来消除影响。
结束语冷却塔液位控制系统是一种简单的单闭环控制系统,也是自动检测技术的在自动控制中的基础应用。
虽然系统简单,但是能有效的达到设计效果,实现液位的精确控制和实时监控。
当然本系统也会存在需要进一步完善的问题,比如元器件的寿命、稳定性及精度取舍问题,某些干扰的滤波问题等等。
关注和学习本液位控制系统的案例设计是关于自动检测技术系统的学习和应用,是对所学课程的深入研究。
同时学习了自动检测技术及应用课程后,更能为自己以前的迷茫解惑。
通过对经典案例的学习,将理论与实际生产实际联系起来,让知识从书本中解放出来。
参考文献[1]武昌俊.自动检测技术与应用. 机械工业出版社,2010.01.[2]金以慧.过程控制.清华大学出版社,1993.[3]王化祥.自动检测技术.化学工业出版社.2009.08.。