力控组态课程设计.docx

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力控组态课程设计

河南机电高等专科学校

力控组态课程设计

项目名称：

双容水箱监控系统设计

系部名称：

自动操纵系

专业班级：

*****

姓名：

****

学号：

*******

日期：

2020-12-24

双容水箱监控系统设计

一．引言

二．实验原理

三．软件设计

四．进行PID参数整定；

五．扩展

六．总结

附录：

参考文献

一；引言

串联双容水箱在工业进程操纵中应用超级普遍。

在串联双容水箱水位的操纵中，进水第一进人第一个水箱，然后通过第二个水箱流出，与一个水箱相较，由于增加了一个水箱，使得被控量的响应在时刻上更掉队一步，即存在容积延迟，从而致使该进程的难以操纵。

串级操纵是改善调剂进程动态性能的有效方式，由于其超前的操纵作用，能够大大克服系统的容积延迟。

随着工业的进展，液位操纵在各类进程操纵中的应用愈来愈普遍。

本设计以二容水箱实验液位操纵模型为研究对象，采纳PID操纵，并使劲控组态进行上位机组态。

组态界面包括：

水箱实验界面（包括实时趋势曲线）、报警窗口、历史趋势曲线。

所有画面的动态显示用增强按钮连接。

二；实验原理

扰动

扰动

液位

给定

上水箱

下水箱

电动阀

智能调节仪

─

+

液位变送器

图一、双容水箱液位操纵系统的方框图

图1为双容水箱液位操纵系统。

这也是一个单回路操纵系统，它与实验四不同的是有两个水箱相串联，操纵的目的是使下水箱的液位高度等于给定值所期望的高度，具有减少或排除来自系统内部或外部扰动的阻碍功能。

显然，这种反馈操纵系统的性能完全取决于调剂器Gc（S）的结构和参数的合理选择。

由于双容水箱的数学模型是二阶的，故它的稳固性不如单容液位操纵系统。

关于阶跃输入（包括阶跃扰动），这种系统用比例（P）调剂器去操纵，系统有余差，且与比例度成正比，假设用比例积分（PI）调剂器去操纵，不仅可实现无余差，而且只要调剂器的参数δ和Ti调剂得合理，也能使系统具有良好的动态性能。

比例积分微分（PID）调剂器是在PI调剂器的基础上再引入微分D的操纵作用，从而使系统既无余差存在，又使其动态性能取得进一步改善。

因此，我利使劲控组态软件的操纵策略里的传递函数模拟一个一阶惯性系统，然后，通过用策略里的PID模块进行操纵，通过P，I，D进行整定！

三；软件设计

第一步：

操纵策略连接

第二步：

第一，创建一个双容水箱操纵图

第二在设计一个历史曲线

最后再设计一报警画面

第三步：

第一创建二个模拟点AI1和AO1

第四步：

进行I/O设备驱动

第五步：

动画连接和数据库连接

四．进行PID参数整定；

整定步骤

实验凑试法的整定步骤为"先比例，再积分，最后微分"。

（1）整定比例操纵

将比例操纵作用由小变到大，观看各次响应，直至取得反映快、超调小的响应曲线。

（2）整定积分环节

假设在比例操纵下稳态误差不能知足要求，需加入积分操纵。

先将步骤

（1）当选择的比例系数减小为原先的50～80％，再将积分时刻置一个较大值，观测响应曲线。

然后减小积分时刻，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至取得较中意的响应，确信比例和积分的参数。

（3）整定微分环节

假设通过步骤

（2），PI操纵只能排除稳态误差，而动态进程不能令人中意，那么应加入微分操纵，组成PID操纵。

先置微分时刻TD=0，慢慢加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时刻，反复试凑至取得中意的操纵成效和PID操纵参数。

五．扩展

1操纵画面与上面相同2.硬件连接.首先将通讯模块ADAM4520接到计算机的串口上,然后将研华A/D传换模块ADAM4017和研华D/A转换模块ADAM4024接到串口通讯模块ADAM4520的DATA+和DATA-上,正接正,负接负,然后ADAM4017接到压力变送器的输出上,ADAM4024接驱动模块的输入,驱动模块的输出接水泵的输入,然后接好电源就行了.

3.模块配置.用模块自带软件将模块ADAM4017的地址设为1,将模块ADAM4024的地址设为2,然后再测试一下各通道工作是否正常.

3.力控I/O驱动配置.在力控里找到ADAM4017和ADAM4024两个模块,一步步配置下去就可以了.

4.成立数据库变量.分别建立模拟量输入点AI1,模拟量输出点AO1,PID。

六．总结

在这次的课程设计中，碰到了很多咱们一时无法解决的问题，充分熟悉到了自己在学习和实践中的不足。

在这次课程设计中咱们运用了力控软件和S7-200编程软件，将咱们所学的知识综合运用。

通过这次课程设计同时熟悉到咱们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，但个人也离不开团队，必需发扬团结协作的精神。

实习中只有一个人明白原理是远远不够的，必需让每一个人都明白，不然一个人的错误，就有可能致使整个工作失败。

团结协作是咱们实习成功的一项超级重要的保证。

知识上的收成重要，精神上的丰收加倍可喜。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

这次实习必将成为我人一辈子旅途上一个超级美好的回忆！

同时对*教师的指导表示真诚的感激！

参考文献

魏横华,吴汉生.双容水箱运算机操纵实验系统的研制.

李丹,吕瑞典,谢冲等.MCGS组态软件在操纵实验室建设中的应用.