文档介绍：计算机控制系统及过程控制系统课程设计
摘要
在工业生产过程控制中,常需要用闭环控制方式来实现温度、流量的控制。因为PID(比例、积分、微分)调节不需要精确的控制系统数学模型而且易于实现,所以单闭环温度PID控制、单闭环流量PID控制是常见的闭环控制方式,工程上易于实现。比例作用可以对系统作出快速响应积分作用可以消除系统的静差,微分作用有助于减小超调,克服震荡。比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求。
PLC作为一种新型的工业控制装置,在工业控制、生产生活的诸多领域得到了越来越广泛的应用。本次设计利用西门子PLC实现对温度和流量的PID的闭环控制,具有用户使用方便,可靠性高、抗干扰能力强等优点。本次课程设计在THJ-FCS型高级过程控制系统实验装置上做实验, 配套计算机及相关软件。
关键词:PID;西门子PLC;THJ-FCS型高级过程控制系统实验装置
目录
1计算机控制系统部分 3
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+S7-200温度控制系统的硬件组成 3
+S7-200温度控制系统的软件配置 3
STEP7-Micro/WIN32的介绍 3
的介绍 3
PC ACCESS的介绍 3
+S7-200温度控制系统的网络结构 3
温度控制算法 3
S7-200 PLC控制程序的设计 3
控制程序的组成 3
温度采集程序设计 3
数字滤波程序设计 3
PID控制程序设计 3
组态 3
变量组态 3
画面组态 3
变量连接 3
程序调试 3
PLC调试方法与结果 3
调试方法与结果 3
PID参数的整定 3
整定方法 3
整定结果及分析 3
梯形图程序 3
2过程控制系统部分 3
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设计目的 3
课程设计主要任务及要求 3
过程控制系统简介 3
单回路控制系统的概述 3
控制规律的选择 3
调节器参数的整定方法 3
实验原理 3
实验控制系统流程图 3
实验内容与步骤 3
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结论 3
结束语 3
参考文献 3
1计算机控制系统部分
温度控制对象,在工业控制过程中,是相当重要的控制对象,因为温度直接的影响到了燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度,结晶以及空气流动等物理的和化学的变化过程。温度控制的不好很有可能引起严重的安全事故,产品质量和产量等一系列的问题。温度控制是许多设备的重要的构成部分,它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内,以利于进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中,温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响,所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。
实践证明温度对象的特点是:时间常数大,滞后现象严重,反应在控制系统上,就是被控温度的变化滞后于调节器的输出。我们知道热量的传递是需要一定时间的,温度上升的快慢与其热容量的大小有关,通常温度的上升与下降和时间的关系是一个指数曲线关系。而产生滞后则与热量的传递过程有关,再者测温元件也有一定的惯性,这些都会产生滞后现象。
本次设计选用的是电阻炉加热器,该加热器同样的具有滞后大和惯性大的特点。该加热器用的是0V到5V的电压加热。
通过以上的分析,系统的总的滞后时间比较大,升温的滞后时间相对降温来说是比较小的。因此,在PID调节中,要使系统的品质变好,除了加入适当的积分以消除静态误差外,还应该加强比例作用使调节更加灵敏,减小调节时间,同时还应该加入适当的微分作用,引入微分作用之后,由于微分的超前作用,能增加系统的稳定度,加快系统的调节过程,减小动态误差。但微分抗干扰能力较差,且微分过大,易导致调节阀动作向两端饱和调节变快,调节阀变化速度加快。综上所述PID调节器是最为理想的调节器,它具有各类调节器的优点,因而使系统具有更高的控制质量。
主要是通过实验的需要选择硬件。然后将选择的硬件组成控制系统,根据任务的要求选择西门子的S7-200的PLC,电阻炉加热器等硬件,硬件选择完成后,跟据所选择的硬件选择合适的软件进行程序设计,只有拥