管道流量单回路控制系统设计与调试报告
目录
一、控制目的和性能要求 ............................................ 2 1.1控制目的 ........................................................ 2 1.2性能要求 ........................................................ 2 二、方案设计、控制规律选择 ........................................ 2 2.1方案控制设计 .................................................... 2 2.2控制规律选择 .................................................... 3 三、仪表与模块选择 ................................................ 3 3.1选择过程仪表 .................................................... 3 3.2选择过程模块 .................................................... 3 四、工艺流程图与系统组态图设计 .................................... 4 4.1工艺流程图 ...................................................... 4 4.2系统组态图 ...................................................... 4 五、组态画面设计 .................................................. 5 六、组态程序设计 .................................................. 6 七、安装结线 ...................................................... 7 八、系统调试过程 .................................................. 8 九、结果分析 ...................................................... 9 9.1自动控制状态 .................................................... 9 9.2手动调节状态 ................................................... 12 心得体会 ......................................................... 13
管道流量单回路控制系统设计与调试报告
一、 控制目的和性能要求
1.1控制目的
根据设定的管道对象和其他配置，运用计算机和InTouch组态软件，设计一套监控系统，并能够过调试使得管道内流量维持恒定或保持在一定的误差范围之内。 1.2性能要求
(1).要求管道流量恒定，流量设定值SP自行给定。 (2).无扰时，水流基本恒定，由电动阀控制水泵实现。 (3).有扰时：改变电动阀开度，管道水流允许波动。
(4).预期性能：响应曲线为衰减振荡；允许存在一定误差10%SP；调整时间尽可能短。
二、 方案设计、控制规律选择
2.1方案控制设计
管道流量控制系统只须控制流量，控制简单，反馈控制可消除被包围在闭环内的一切扰动对被控对象的影响。所以单回路反馈控制就可满足管道流量控制系统的要求。
管道流量有两种原因：电动阀的开度大小、变频器的频率高低，而电动阀开度为主要原因。因此本方案采用以电动阀开度为控制参数，变频器的频率为干扰因素。管道流量为被控参数，电动阀为执行器。采用单回路反馈控制。通过比较反馈量和给定值的偏差，利用反馈控制规律控制电动阀的打开和闭合，如图2.1所示：
SP _ 计算机 控制器 电动 调节阀 管道 P V PV1 流量检测 传感器
图2.1管道流量单回路控制系统方框图
2.2控制规律选择
为了取得较好的控制效果，上述单回路系统在系统设计时，当系统为自动控制时，系统控制规律为PID控制规律。调试时根据调整情况可采用PI或PID控制规律。
Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。 比例作用：能迅速反应误差，但不能消除稳态误差。 积分作用：消除静态误差，但容易引起超调，甚至出现振荡。
微分作用：减小超调，克服振荡，提高稳定性，改善系统动态特性。但一般不常用。
三、仪表与模块选择
3.1选择过程仪表
包括检测仪表和执行器。主要有流量传感器、电磁流量转换器、电动调节阀和计算机控制器。
电磁流量传感器采用LDG-10S型电磁流量传感器。流量转换器采用LDZ-4型电磁流量转换器。电动调节阀采用德国PS公司进口PSL201型智能电动调节阀。
计算机控制器：变频器采用三菱FR-S520变频器；水泵采用丹麦格兰富循环水泵；电磁阀。其他的过程仪表还有液位传感器、压力传感器。 3.2选择过程模块
主要有A/D模块、D/A模块和开关I/O模块。过程模块采用目前最新的牛顿7000系列远程数据采集模块和组态软件组成。A/D模块采用nudan7017；D/A模块采用nudan7024；通讯模块采用nudan7520。