PLC控制技术实训评分表
课程名称：PLC控制技术实训
设计题目：单容液位变频器PID单回路控制,比值控制系统班级：学号：姓名：
指导老师：
年月日
常熟理工学院电气与自动化工程学院《PLC控制技术实训》报告
题目：单容液位变频器PID单回路控制
比值控制系统设计
姓名：李良、何龙太
莫勇、高虎
学号：160112109、160112106
160112113、160112104 班级：自动化121
指导教师：刘叔军
起止日期：2015.6.29~7.12
摘要
本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID对水箱液位的控制。
针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P 画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。
关键词：PLC PID控制液位控制比值控制组态王流量
目录
1、引言...................................................... 错误!未定义书签。
1.1主要内容................................................................ 错误!未定义书签。
1.2任务要求................................................................ 错误!未定义书签。
2、设计方案 ............................................... 错误!未定义书签。
2.1设计原理................................................................ 错误!未定义书签。
2.2设计方案论证......................................................... 错误!未定义书签。
2.3系统原理图 ............................................................ 错误!未定义书签。
2.4系统结构图 ............................................................ 错误!未定义书签。
2.5系统工艺流程图 (4)
3、硬件设计 (4)
3.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计） (3)
3.2 电动调节阀 (5)
3.3 变频器面板 (6)
3.4百特自整定PID调节器 (6)
3.5 EM235拓展模块 (7)
3.6 硬件接线图 (8)
3.7 I/O口分配表 (10)
4、软件设计 ............................................... 错误!未定义书签。
4.1 程序流程图 ........................................................... 错误!未定义书签。
4.2程序分析................................................................ 错误!未定义书签。
5、系统建模与MATALAB仿真调试........... 错误!未定义书签。
5.1副流量回路建模与仿真........................................... 错误!未定义书签。
5.2主流量回路建模和仿真........................................... 错误!未定义书签。
6、遇到的困难及心得体会 (17)
6.1遇到的困难 (17)
6.1心得体会 (18)
7、参考文献 (19)
单容液位单回路控制、比值控制系统设计
1、引言
1.1主要内容
本课程设计是针对学习完PLC课程后的一个应用性实践环节。通过本课程设计的训练，对PLC在工程中的实际应用有完整地了解，同时培养综合应用基础课、专业课所学知识与工程实际知识的能力。通过对PLC软件设计与过程控制系统的分析与设计，获得面向工业生产过程系统分析与设计的实践知识，初步掌握过程控制系统开发和应用的技能。
基于单容液位单回路控制、比值控制系统设计，结合实验室已有设备，通过组态王软件实现上位机对下位机的控制。按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用双闭环控制结构和PID控制规律，通过流量传感器将检测到的流量与设定比值送入计算机，计算机运用PID算法得到相应的控制信号，并将其输出给执行器，然后执行器输出不同的电流信号控制变频器工作，以达到调节流量的控制目的。
流量比值控制系统在实际生产中应用十分广泛，它能使系统稳定，精确地输出，更能实现自动化控制，是过程控制系统的一个典型。本设计针对生产中两种液体的流量的控制，对其设计了单闭环流量比值控制系统，将通道2流量作为主流量，通道1流量为副流量进行设计，设计中用到了多个硬件设备，并基于计算机实现过程的自动控制。
1.2任务要求
本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID对水箱液位的控制。
针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P 画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。
（1）了解流量比值控制系统的物理结构，闭环调节系统的数学结果和PID 控制算法。
（2）明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理，连接方法，信号种类，引入PLC的接线以及PLC中的编址。
（3）明确从PLC到各执行机构的输出通道，包括各执行机构的种类和工作原理，PLC输出信号的种类和地址。
（4）绘制出比值流量控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。
（5）编制PLC的程序结合过程控制实验室的现有设备进行调试，要求达到PID闭环控制，并对实际的控制过程用matalab仿真。
2、设计方案
2.1设计原理
比值控制有开环比值控制、单闭环比值控制、双闭环比值控制、串级比值控制系统和变比值控制系统。开环比值控制是最简单的控制方案。单闭环比值控制和双闭环比值控制是实现两种物料流量间的定比值控制在系统运行过程中其比值系数是不变的。串级比值控制系统实现两种物料的比值随第三个参数的需求而变化。变比值控制系统最终目的是生产过程的结果，物料按比值输出不是关键。根据设计要求，本系统采用单闭环比值控制或双闭环比值控制，本系统采取双环控制方案。
2.2设计方案论证
本系统采用双闭环系统控制，由于副流量回路可以采用流量控制电动调节阀的开度或采用水箱液位对电动调节阀的开度进行控制。通过我们的实际操作证明了实验室的设备无法实现流量控制电动调节阀的开度，因为电动调节阀太滞后于流量检测以至于PID闭环无法控制电动调节阀的开度。最后副回路采用液位控制电动调节阀的开度。
由于PLC连接的EM235外部拓展模块只有1路模拟量输出口，我们最终使用了设备上的PID智能调节仪，通过实验得到了一组较好的PID参数，并将其输入到调节仪中，使用智能仪表与副流量回路形成闭环系统。
对于主流量回路的流量，通过副流量的实际检测值比上设定的比值，这就是主回路输入的给定值，通过PID调节输出的电流值给变频器，变频器控制水泵工作，从而控制了水流量的输出值。
结合主流量回路和副流量回路的双闭环系统，使系统更加的稳定，精确地输出，达到实现自动化控制的比值系统。
2.3系统原理图
图1 比值控制系统原理图
2.4系统结构图
图2系统方框图
通过副流量回路给定液位值来控制电动调节阀的开度，从而控制副回路的管道流量。副流量回路管道的流量比上给定比值，作为主流量回路的输入给定值，通过主流量、副流量回路两个闭环回路，这样就可以形成一个具有自动调节功能的系统。
2.5系统工艺流程图
图6 工艺流程图
3、硬件设计
3.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计）
1）、涡轮流量计：
输出信号：频率，测量范围：0~0.6m3/h
接线如图所示：
图7 涡轮流量计
接线说明：传感器的供电电源由24VDC开关电源提供，负载为流量积算变送仪。
注：使用涡轮流量计时，必须将24VDC开关电源打开。
2)、电磁流量计：
输出信号：4~20mA，测量范围：0~0.4 m3/h
图8 电磁流量计
接线说明：转换器为交流220V供电，X、Y和A、B、C为传感器和转换器之间的连线，输出信号线直接接控制台上的电磁流量计信号输出端。
3.2 电动调节阀
QSVP20-15N智能电动单座调节阀
主要技术参数：
执行机构型式：智能型直行程执行机构
输入信号：0~10mA/4~20mADC/0~5VDC/1~5VDC
输入阻抗：250Ω/500Ω
输出信号：4~20mADC
输出最大负载：<500Ω
信号断电时的阀位：可任意设置为保持/全开/全关/0~100%间的任意值。
电源：220V±10%/50Hz 。
调节阀特性：单座阀，螺纹连接，线性流量。
图9 电动调节阀
3.3 变频器面板
本系统采用西门子变频器MicroMaster420。西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、精确的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。
变频器主要特征：
1、200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；
2、380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；
3、模块化结构设计，具有最多的灵活性；
4、标准参数访问结构，操作方便。
主要控制功能：
1、线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制；
2、磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性；
3、最新的IGBT技术，数字微处理器控制；
4、数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个；
5、集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板；
6、具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程。
现场系统上的西门子变频器一般包括三个部分：变频器主体，BOP面板，DP接口。
图10 西门子BOP面板
西门子BOP面板包括一个液晶显示屏，8个按钮。其中左上角是运行启动，左下角是停止。
西门子变频器可以BOP面板操作，可以4-20mA控制，也可以使用PROFIBUS-DP总线控制。不需要增加任何硬件就可以进行这些模式的操作。
3.4百特自整定PID调节器
现场装置上的智能调节器适用于温度、压力、液位、流量等各种工业过程参数测量，显示和精确控制。
该装置具有万能信号输入、多种给定方式可选、多种控制输出方式可选择等多种特点。
系统设计中利用实验得出的PID参数对电动调节阀实现闭环控制，使得实际输出的水位值稳定在设定值。
图11 百特自整定PID调节器
3.5 EM235拓展模块
EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。
图12 EM235拓展模块接线图
图11演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。
模拟量输入特性
模拟量输入点数 4
输入范围电压（单极性）0～10V 0～5V 0～1V 0～500mV 0～100mV 0～50mV
电压（双极性）±10V ±5V ±2.5V ±1V ±500mV ±250mV ±100mV ±50mV ±25mV
电流0～20mA
数据字格式双极性全量程范围-32000～+32000
3.6 硬件接线图
图13 系统硬件接线图
图14 涡轮流量计接线图
图15 电动调节阀与智能仪表接线图
3.7 I/O分配表
4、软件设计
4.1 程序流程图
2 污水管道设计计算 2．1排水区域划分及管线布置 2.1.1排水区域划分 该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。 2.1.2管线布置
污水厂污水厂
图1 污水管道布置图（初步设计） 管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。 截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。具体如图1所示。 2．2 污水流量计算 污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。 已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。 街区流量的计算公式[3]： 1000 243600 A q Q 创= ′ (2-1) Q ——流量，L/s q ——污水指标，m 3/ha·d ，居住用地：55m 3/（ha·d ）； 公共设施用地：40 m 3/（ha·d ）； 仓储用地：20m 3/（ha·d ）； 市政用地：15 m 3/（ha·d ）； 其它污水为总污水量的10%。 A ——面积，ha ，在所给地区地形图上根据区域面积计算。 由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。这些变化包括季节变换，日间变换等等。若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。下表是我国《室外排水设计规范》（GBJ14—87）采用的居住区生活污水量总变化系数值。 表1 生活污水总变化系数[9]
第三节比值控制系统 一、比值控制原理 在炼油、化工、制药等许多生产过程中,经常需要两种物料或两种以上的物料保持一定的比例关系。最常见的就是燃烧过程,燃料与空气要保持一定的比例关系,才能满足生产与环保的要求:造纸过程中,浓纸浆与水要以一定的比例混合,才能制造出合格的纸浆;许多化学反应的诸个进料要保持一定的比例。 通常,在两个需要保持一定比例关系的物料中,一个就是主动量或关键量,另一个就是从动量或辅 助量。由于物料通常就是液体,因此称主动量为主流量F M ,从动量为副流量F S 。F M 与F S 之间的关系为 Fs＝KF M (8－l) 式中,K为比值系数。 因此,只要主副流量的给定值保持比值关系,或者副流量给定值随主流量按一定比例关系而变化即可实现比值控制。 二、比值控制系统的类型 l.单闭环比值控制系统图8-12表示一个燃烧过程单闭环比值控制系统,主流量就是燃料,副流量就 是空气。F M T测量出主流量并变换为标准信号,乘以比值系数K后,作为副流量控制系统中被控变量Fs的给定值。如此,可以保持主流量与副流量之间的比例关系。从系统结构外观上瞧,似乎单闭环比值控制系统与串级控制系统很相似。但它们的方块图就是不同的,功能也就是不同的。单闭环比值控制系统的方块图如图8-13所示。 图8-13 单闭环比值控制系统方块图 从图8－13中可以瞧到,没有主对象与主调节器,这就是单闭环比值控制系统在结构上与串级不同的地方,串级中的副变量就是调节变量到被控变量之间总对象的一个中间变量,而比值中,副流量不会影响主流量,这就是两者之间本质上的区别。 副流量控制系统就是一个随动控制系统,它的给定值由系统外部的KF M 提供,它的任务就就是使副流 量Fs尽可能地保持与KF M 相等,随F M 的变化而变化,始终保持F M 与Fs的比值关系。当系统处于稳态时,
课程设计报告 课程课程设计 课题双闭环控制系统设计 班级 姓名 学号
目录 第1章双闭环系统分析 (1) 1.1系统介绍 (1) 1.2系统原理 (1) 1.3双闭环的优点 (1) 第2章系统参数设计 (2) 2.1电流调节器的设计 (2) 2.1.1时间参数选择 (2) 2.1.2计算电流调节参数 (2) 2.1.3校验近似条件 (3) 2.2转速调节器的设计 (3) 2.2.1电流环等效时间常数： (3) 2.2.2转速环截止频率为 (5) 2.2.3计算控制器的电阻电容值 (5) 第3章仿真模块 (6) 3.1电流环模块 (6) 3.2转速环模块 (6) 第4章仿真结果 (7) 4.1电流环仿真结果 (7) 4.2转速环仿真结果 (7) 4.4稳定性指标的分析 (8) 4.4.1电流环的稳定性 (8) 4.4.2转速环的稳定性 (8) 结论 (9) 参考文献 (10)
第1章双闭环系统分析 1.1系统介绍 整流电路可从很多角度进行分类，主要分类方法是：按组成的器件可分为不可控,半控和全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分可分为单相、双相、三相和多相电路；按控制方法又可分为相控整流和斩波控制整流电路。 本系统采用的是三相全控桥式晶闸管相控整流电路。这是因为电机容量相对较大，并且要求直流脉动小、容易滤波。其交流侧由三相电网直接供电，直流侧输出脉动很小的直流电。在分析时把直流电机当成阻感性加反电势负载。因为电机电流连续所以分析方法与阻感性负载相同，各参量计算公式亦相同。 1.2系统原理 ASR（速度调节器）根据速度指令Un*和速度反馈Un的偏差进行调节，其输出是电流指令的给定信号Ui*（对于直流电动机来说，控制电枢电流就是控制电磁转矩，相应的可以调速）。 ACR(电流调节器)根据Ui*和电流反馈Ui的偏差进行调节，其输出是UPE（功率变换器件的）的控制信号Uc。进而调节UPE的输出，即电机的电枢电压，由于转速不能突变，电枢电压改变后，电枢电流跟着发生变化，相应的电磁转矩也跟着变化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te与TL不相等转速会相应的变化。整个过程到电枢电流产生的转矩与负载转矩达到平衡，转速不变后，达到稳定。 1.3双闭环的优点 双闭环调速系统属于多环控制系统，每一环都有调节器，构成一个完整的闭环系统。工程设计方法遵循先内环后外环的原则。步骤为：先设计电流环（内环），对其进行必要的变换和近似处理，然后依照电流环的控制要求确定把它校正成哪一种典型系统，再根据控制对象确定其调节器的类型，最后根据动态性能指标的要求来确定其调节器的有关参数。电流环设计完成以后，把电流环看成转速环（外环）中的一个环节，再用同样的方法设计转速环。 在电流检测信号中常有交流分量，为了不让它影响调节器的输入，加入了低通滤波器，然而滤波环节可以使反馈信号延迟，为了消除此延迟在给定位置加一个相同时间常数的惯性环节。同理，由测速发电机得到的转速反馈电压常含有换向纹波，因此也在给定和反馈环节加入滤波环节。
双闭环管道流量比值控制系统设计报告 PLC控制技术实训评分表 课程名称： PLC控制技术实训 设计题目：单容液位变频器PID单回路控制,比值控制系统班级：学号：姓名： 指导老师： 年月日
双闭环管道流量比值控制系统设计报告常熟理工学院 电气及自动化工程学院 《PLC控制技术实训》报告 题目：单容液位变频器PID单回路控制 比值控制系统设计 姓名：李良、何龙太 莫勇、高虎 学号： 160112109、160112106 160112113、160112104 班级：自动化121 指导教师：刘叔军 起止日期： 2015.6.29~7.12
摘要 本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID 对水箱液位的控制。 针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。 关键词：PLC PID控制液位控制比值控制组态王流量
目录 1、引言................................ 错误!未定义书签。 1.1主要内容 ............................ 错误!未定义书签。 1.2任务要求 ............................ 错误!未定义书签。 2、设计方案............................ 错误!未定义书签。 2.1设计原理 ............................ 错误!未定义书签。 2.2设计方案论证......................... 错误!未定义书签。 2.3系统原理图........................... 错误!未定义书签。 2.4系统结构图........................... 错误!未定义书签。 2.5系统工艺流程图 (4) 3、硬件设计 (4) 3.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计） (3) 3.2 电动调节阀 (5) 3.3 变频器面板 (6) 3.4百特自整定PID调节器 (6) 3.5 EM235拓展模块 (7) 3.6 硬件接线图 (8) 3.7 I/O口分配表 (10) 4、软件设计............................ 错误!未定义书签。 4.1 程序流程图.......................... 错误!未定义书签。 4.2程序分析 ............................ 错误!未定义书签。 5、系统建模及MATALAB仿真调试 .......... 错误!未定义书签。
目录 引言 (2) 1设计目的 (3) 2直流调速系统的理论设计 (3) 2.1 系统组成及要求 (3) 2.2 电流调节器设计 (4) 2.3 转速调节器设计 (7) 3系统仿真 (10) 4结论 (12) 5心得体会 (13) 6参考文献 (13)
引言 本设计从直流电动机的工作原理入手，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。 转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广的直流调速系统, 采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。应掌握转速、电流双闭环直流调速系统的基本组成及其静特性；应用工程设计方法解决双闭环调速系统中两个调节器的设计问题，等等。 通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能够更好的掌握调速系统的基本理论及相关内容，在对其各种性能加深了解的同时，能够发现其缺陷之处，通过对该系统不足之处的完善，可提高该系统的性能，使其能够适用于各种工作场合，提高其使用效率。为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程，按照反馈控制规律，电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不要电流负反馈发挥主作用，因此需采用双闭环直流调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。
1设计目的 1进一步对自动控制系统这门学科进行理解。 2掌握双闭环直流调速系统的设计过程。 3体会参数设计的过程。 2 直流调速系统的理论设计 2.1系统组成及要求 本控制系统采用转速、电流双闭环结构，其原理图图1，双闭环直流调速系统稳态结构图图2和动态结构框图图3如下所示。 图1双环调直流速系统原理图 图2双闭环直流调速系统稳态结构图
双闭环控制系统设计 课程设计报告 电力拖动自动控制系统课程设计 题目：双闭环控制系统设计学生姓名：董长青专业：电气自动化技术专业班级： Z070303 学号： Z07030330 指导教师：姬宣德 日期：2010年03月10日 随着现代工业的发展，在调速领域中，双闭环控制的理念已经得 到了越来越广泛的认同与应用。相对于单闭环系统中不能随心所欲地 控制电流和转矩的动态过程的弱点。双闭环控制则很好的弥补了他的 这一缺陷。 双闭环控制可实现转速和电流两种负反馈的分别作用，从而获得 良好的静，动态性能。其良好的动态性能主要体现在其抗负载扰动以 及抗电网电压扰动之上。正由于双闭环调速的众多优点，所以在此有 必要对其最优化设计进行深入的探讨和研究。本次课程设计目的就是 旨在对双闭环进行最优化的设计。 Summary With the development of modern industry, in the speed area, the concept of dual-loop control has been increasingly widespread recognition and application. Relative to the single closed-loop system can not arbitrarily control the dynamic
process of current and torque weakness. Double closed-loop control is very good to make up for this shortcoming of his. Double-loop speed and current control can achieve the difference of two negative feedback effect, thus get a good static and dynamic performance. The good dynamic performance mainly reflected in its anti-disturbance and anti-grid load over voltage disturbance. Precisely because of the many advantages of Double Closed Loop, so here it is necessary to optimize the design of its depth discussion and study. This course is designed to designed to optimize the double loop design. 一．课程设计设计说明书4 1.1系统性能指标 1.2整流电路4 1.3触发电路的选择和同步5 1.4双闭环控制电路的工作原理6 二. 设计计算书7 2.1整流装置的计算7 2.1.1变压器副方电压7 2.1.2变压器和晶闸管的容量8 2.1.3平波电抗器的电感量8 2.1.4晶闸管保护电路9 2.2 控制电路的计算10
污水管网的设计说明及设计计算 1.设计城市概况 假设城市设计为某中小城市的排水管网设计，有明显的排水界限，分为区与区，坡度变化较大。河流为其城市的地面标高的最低点，由河流开始向南、向北地面标高均有不同程度的增加，且城市人口主要集中区，城区基本出去扩建状态中，发展空间巨大，需要结合城市的近远期规划进行管网布置。城市的布局还算合理，区域划分明显，交通发达，对于布管具有相当的简便性。 2.污水管道布管 (2).管道系统的布置形式 对比各种排水管道系统的布置形势，本设计的污水管铺设采用截留式，在地势向水体适当倾斜的地区，各排水区域的干管可以最短距离沿与水体垂直相较的方向布置，沿河堤低边在再敷设主干管，将各个干管的污水截留送至污水厂，截流式的管道布置系统简单经济，有利于污水和雨水的迅速排放，同时对减轻水体污染，改善和保护环境有重大作用，适用于分流制的排水系统，将生活污水、工业废水及初降废水经处理后排入水体。截流式管道系统布置示意图如下. (2).污水管道布管原则 a.按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管道，并对多种方案进行技术经济比较； b.首先确定排水区界、排水流域和排水体制，然后布置排水管道，应按主干管、干管、支管 c.的顺序进行布置； 1—城镇边界 2—排水流域分界线 3—干管 4—主干管 5—污水厂 6—泵站 7—出水口
d.充分利用地形，尽量采用重力流排除污水，并力求使管线最短和埋深最小； e.协调好与其他地下管线和道路工程的关系，考虑好与企业部管网的衔接； f.规划时要考虑使管渠的施工、运行和维护方便； g.规划布置时应该近远期结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。 (3).污水管道布管容 ①.确定排水区界、划分排水流域 本设计中有很明显的排水区界，一条河流自东向西流动，将整个城镇划分为区与区；同时降排水区域分为四个部分，分别有四条干管收集污水，同一进入位于河堤的主干管，送至污水处理厂。 ②.污水厂和出水口位置的选择 本设计中河流流向为自东向西，同时该城镇的夏季主导风向为南风，所以污水处理厂应该设置在城市的西北处河流下游，由于该城镇是中小型城市，所以一个污水处理厂足以实现污水的净化。 ③.污水管道的布置与定线 污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的顺序进行。在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向和平面布置。 定线时，应该充分利用地形，使污水走向按照地面标高由高到低来进行，主干管敷设在地面标高较低的河堤处，管道敷设不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的道路下，一般设在两侧的人行道、绿化带或慢车带下。 支管的平面布置形式采用穿坊式，组成的一个污水排放系统可将该系统穿过其他街区并与所穿过的街区的污水管道相连接。管道的材料采用混凝土管。 ④.确定污水管道系统的控制点和泵站的设置地点 管道系统的控制点为两个工厂和每条管道的起点，这些点决定着管道的最小埋深，由于整个管道的敷设过程中，埋深一直满足最实用条件，且对于将来的发展留有空间，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。 ⑤．确定污水管道在街道下的具体位置 充分协调好与其他管段的关系，污水和雨水管道应该敷设在给水管道的下面，处理管道的原则为：未建让已建的，临时性管让永久性管，小管让大管，有压管让无压管，可弯管让不可弯管。 根据以上分析，对整个区域进行布管，干管尽量与等高线垂直，主干管沿河堤进行布置，基本上与等高线平行，整个城镇的管道系统呈现截流式布置，布管方式见附图。（污水管道系统的总体平面布置图）。 3. 管段设计计算：
比值控制系统 问题的提出：在工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定比例关系 要求严格控制比例。 最常见的是燃烧过程，燃料与空气要保持一定的比例关系，才能满足生产和环保的要求。 造纸过程中，浓纸浆与水要以一定的比例混合，才能制造出合格的纸浆，许多化学反应的诸个进料要保持一定的比例。 例如1、氨合成生产过程3H2+1N2=2NH3，要求H2和N2完全按照3：1进料。 2、造纸过程中，对纸浆浓度有要求，进料浓纸浆和水的进料就要满足一定比例。 如果有三个进料，对三个进料之间需要满足一定比例关系。 而我们之前学习的控制系统的控制达不到这样的控制要求。因此就要用到一个新的控制————比值控制系统基本概念： 1.比值控制系统（流量比值控制系统）：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。 2.主物料或主动量：在保持比例关系的两种物料中处于主导地位的物料，称为主物料；表征主物料的参数称为主动量（主流量），用F1表示。 3.从物料或从动量：按照主物料进行配比，在控制过程中跟随主物料变化而变化的物料称为从物料；表征从物料特性的参数称为从动量（副流量），用F2表示。 4.有些场合，用不可控物料为主物料，用改变可控物料即从物料来实现比值关系。 5. 比值控制系统就是要实现从动量与主动量成一定的比值关系: K= F2/ F1 F2—为从动量A F1—为主动量B （从动量/主动量=K 常数）在比值控制系统中 从动量是跟随主动量变化的物料流量，因此，比值控制系统实际上是一种随动控制系统。 比值控制系统的类型： 开环比值控制系统 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 变比值比值控制系统 （串级比值控制系统） 开环比值控制系统 开环比值控制系统是最简单的比值控制系统，同时也是一个开环控制系统。 随着F1的变化，F2跟着变化，满足F2=KF1的要求。（阀门开度与F1之间成一定的比例关系）。 图P162 图5.1 开环比值控制缺点： 1.当F2因管线两端压力波动而发生变化时，系统不起控制作用，即F2本身无抗干扰能力。 2.适用于副流量较平稳且比值精度要求不高的场合。 特点：由于系统是开环的，对从动量F2有干扰无法克服，无法保持比值关系。 适用场合：适用于从动量较平稳且比值关系要求不高的场合，实际生产上很少用。 单闭环比值控制 图P162 图5.2 单闭环比值控制系统是为了克服开环比值系统存在的不足，在开环比值控制系统的基础上增加一个从动量的闭环控制系统。 单闭环比值控制原理： （1）、当F1不变而F2受到扰动，通过闭环实现定值控制，将F2调回到F1的给定值上。
基于MATLAB 的直流电机 双闭环调速系统的设计与仿真 设计任务书： 1. 设置该大作业的目的 在转速闭环直流调速系统中，只有电流截止负反馈环节对电枢电流加以保护，缺少对电枢电流的精确控制，也就无法充分发挥直流伺服电动机的过载能力，因而也就达不到调速系统的快速起动和制动的效果。通过在转速闭环直流调速系统的基础上增加电流闭环，即按照快速起动和制动的要求，实现对电枢电流的精确控制，实质上是在起动或制动过程的主要阶段，实现一种以电动机最大电磁力矩输出能力进行启动或制动的过程。此外，通过完成本大作业题目，让学生体会反馈校正方法所具有的独特优点：改造受控对象的固有特性，使其满足更高的动态品质指标。 2. 大作业具体容 设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 额定功率200W ； 额定电压48V ； 额定电流4A ； 额定转速=500r/min ； 电枢回路总电阻8=R Ω； 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5s ； 电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ； 要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==* *im nm U U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ；
f10kHz； PWM功率变换器的开关频率= K 4.8。 放大倍数= s 试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； σ5%； 电流超调量≤ i 空载起动到额定转速时的转速超调量σ≤ 25%； t0.5 s。 过渡过程时间= s 3. 具体要求 (1) 计算电流和转速反馈系数； (2) 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果； (3) 编制Matlab程序，绘制经过小参数环节合并近似后的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (4) 编制Matlab程序，绘制未经过小参数环节合并近似处理的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (5) 按工程设计法，详细写出转速环的动态校正过程和设计结果； (6) 编制Matlab程序，绘制经过小参数环节合并近似后的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (7) 编制Matlab程序，绘制未经过小参数环节合并近似处理的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (8) 建立转速电流双闭环直流调速系统的Simulink仿真模型，对上述分析设计结果进行仿真； (9) 给出阶跃信号速度输入条件下的转速、电流、转速调节器输出、电流调节器输出过渡过程曲线，分析设计结果与要求指标的符合性；
学号：2013133301 课程设计报告 题目双闭环比值系统仿真 学院计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级2013级自动化3 学生姓名刘博 指导教师吴诗贤 2016 年11 月26 日
摘要 3 一、课程设计任务 5 5 (1) PID控制原理及PID参数整定概述 5 (2) 基于稳定边界法的PID控制器参数整定算法7 (3) 利用Simulink建立仿真模型9 (4) 参数整定过程14 (5) 调试分析过程及仿真结果描述20 三、总结20
参考文献21
双闭环比值控制系统仿真 摘要： 双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负荷也较稳定。从动量控制回路是随动控制系统，期望系统响应快些，一般按单回路整定；主动量控制回路是定值控制系统，反应速度较慢时有利于从动控制回路的快速跟踪，一般整定为周期过程。主、从控制回路均选择PI控制方式。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵
污水及雨水管道怎样计算管道长度 【篇一:2014年管道课设】 2011级环境工程专业 《管道工程》课程设计 设计任务书 一、设计目的 本课程设计就是在经过《管道工程》理论学习后,学生在初步掌握污水排水管道系统与雨水管渠系统的概念、理论、设计计算方法的基础上,而进行的城市排水工程初步设计实践。 通过课程设计,使学生在基本理论、基本知识、基本技能等方面得到一次综合性训练: 1.了解污水排水管道系统设计的方法与步骤; 2.了解雨水管渠系统设计的方法与步骤; 3.学习利用各种资料确定设计方案的方法; 4.熟悉污水排水管道设计计算方法; 5.熟悉雨水管渠设计计算方法; 6.加强工程制图能力。 二、设计任务 1、确定污水排水管道系统的平面布置方案。 2、确定雨水管渠系统的平面布置方案。 3、进行污水排水管道(主干管)的流量计算与水力计算。 4、进行雨水管渠(选其中1~2条)的流量计算与水力计算。 5、进行平面图与纵剖面图的绘制。 6、整理计算书,编制说明书。 三、设计原始资料 1、某市南区规划地形图1张。城市位于河南省。 2、设计人口数: 3、2万人。 3、在规划区东部已建成污水处理厂一座,处理工艺采用二级生化处理+深度 处理,能够完全接纳工业园区的污水处理量。 4、工业废水设计流量按工业产业区0、6l/ (s 、ha);生活污水设计流量按全规 划区平均比流量设计。
5.夏季主导风向为东风,冬季主导风向为西风,年平均气温为15oc,冬季最冷月平均气温为-1oc。 6.该地区冰冻线深度为0、20米。 7.根据水文及气象资料,当地的暴雨强度公式: q=599(1+0、86lgp)/t0、56 设计指导书 一.污水管道系统的设计原则 城市排水管渠系统就是城市的一项重要基础设施,就是城市建设的重要组成部分、同时也就是控制水污染、改善与保护水环境的重要工程措施。在进行城镇排水管渠系统的规划与布置时,通常应遵循以下原则: (1)排水管道系统的规划设计应将合城市总体规划,并应与其它单项工程建设密切配合,相互协调。 (2)合理地确定管网密度,排水管渠尽量分散,避免集中,排水路线尽量短捷。 (3)主干管尽可能布置在较低处(如河岸或水体附近),以便于干管接入。 (4)城镇污水管渠应考虑城市工业废水的接入,满足排入城市下水道水质标准的工业废水直接排入下水道,不满足标准的在厂内进行预处理后排人下水道。 (5)排水管渠应尽量避免穿越不易通过的地带与构筑物;也不宜穿越有待规划与发展的大片空地,以避免影响整块地的功能与价值。 (6)排水管渠系统应与地形地势变化相适应,顺坡排水,尽量使污水重力排除,不设或少设中途提升泵站。 (7)合理比较与选择整个排水系统的控制点及控制点标高,以使整个管网系统埋深与投资合理。 二.雨水管道系统的设计原则 (1)管道定线:根据地形特点,布置雨水管渠,雨水应以最短的距离尽快排入水体。 (2)划分干管与支管的服务面积,进行编号并计算出面积的大小。 (3)确定干管与支管的检查井位置与编号,并计算设计管段长度与管渠总长度。 (4)列表计算各设计管段的设计流量:雨水管道的设计流量为地面径流系数、暴雨强度与集水面积的乘积。其中径流系数数可根据不同的
污水设计流量 1. 定义 污水设计流量是设计终了时的最大日最大时污水流量。包括生活污水和工业废水，此外在地下水位高的地区需要考虑地下水渗入量。注意不是瞬间流量，也不是平均流量。 2. 变化系数 日变化系数：一年中最大日污水量与平均日污水量的比值成为日变化系数K； 时变化系数：最大日中最大污水量与该日平均污水量的比值称为时变化系数K； 总变化系数：最大日最大时的污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数K； K=K×K（1-1） K也可按下式计算： K=2.7Q.（1-2） 3. 旱流污水设计流量 ①城镇旱流污水设计流量，应按下列公式计算： Q=Q+Q（1-3）式中：Q——截留井以前的旱流污水设计流量，L/s； Q——设计综合生活污水量，L/s； Q——设计工业废水量，工厂生产区生活污水和工业生产废水总和，L/s； ②工业废水量按式（1-4）计算： Q=Q+Q（1-4）式中：Q——工业生产区生活污水流量，L/s； Q——工业生产废水流量，L/s； ③城镇旱流污水总设计流量（工业直接排入管网），按下式计算： Q=Q+Q+Q（1-5）式中：Q——地下水渗入量，可根据地下水位的高低确定是否需要此项，L/s； 4. 居民综合生活污水量 综合生活污水量按下式计算： Q d=q d NK Z24×3600（1-6）式中：q——居民生活污水定额，可按当地相关用水定额的80～90%，L/d； N——设计人口； 注意：综合生活污水需加上公共建筑污水，可按照30％计算。 5. 设计人口 设计人口可按式（1-7）和式（1-8）计算： N=P·A（1-7） N=N(1+y)（1-8）
式中：P——人口密度； A——排水区域面积； N——初始人口数量； y——人口年均增长率； n——发展年限； 6．比流量 由式（1-5）和式（1-6）得： Q=q PAK24×3600（1-9）令： Q=Q AK（1-10）则有： Q=q P24×3600（1-11）Q称为比流量，其含义为单位排水面积(ha)的平均流量。 7. 工业废水量 ①工业生产区生活污水流量按下式计算： Q=25×3.0N+35×2.5N+40N+60N（1-12）式中：N——一般车间生活人数； N——热车间生活人数； N——一般车间使用淋浴人数； N——热车间使用淋浴人数； 25、35为生活用水定额，40、60为淋浴用水定额。具体参数以《建筑给水排水设计规 范》等为准。 ②工业生产废水流量按下式计算： （1-13） Q3=1000 K Z q M 3600T 式中：K——总变化系数，不同类型工业企业其数值各不相同，需要实际调查； q——单位产品产生废水量，m3/件； M——生产产品的日产量，件/d； T——每天生产时间，hr/d； 8. 地下水渗入量 因当地土质、地下水位、管道和接口材料以及施工质量等因素的影响，当地下水位高于排水管渠时，排水系统设计应适当考虑地下水渗入量。 地下水渗入量宜按调查资料确定，也可按平均日综合生活污水和工业废水总量的10～15%计，还可按每天每单位服务面积渗入的地下水量计。
课程设计报告 题目双闭环比值系统仿真 学院计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级2013级自动化3 学生姓名刘博 指导教师吴诗贤 2016 年11 月26 日
摘要 (3) 一、课程设计任务 (5) (5) (1)PID控制原理及PID参数整定概述 (5) (2)基于稳定边界法的PID控制器参数整定算法 (7) (3)利用Simulink建立仿真模型 (9) (4)参数整定过程 (14) (5)调试分析过程及仿真结果描述 (20) 三、总结 (20) 参考文献21
双闭环比值控制系统仿真 摘要： 双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负荷也较稳定。从动量控制回路是随动控制系统，期望系统响应快些，一般按单回路整定；主动量控制回路是定值控制系统，反应速度较慢时有利于从动控制回路的快速跟踪，一般整定为周期过程。主、从控制回路均选择PI控制方式。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件
运动控制课程设计任务书 题目：双闭环直流调速系统设计 使用班级：电气081、082 设计内容 已知电机参数为：PN=500kW，UN=750V，IN=760AΩ，允许过载倍数λ=，触发整流环节Ks=75，Tl=，Tm=，调节器输入输出最大电压为10V，设计双闭环调速系统，达到最理想的调速性能。 主要设计内容包括：1、ACR、ASR调节器类型选择与参数计算。2、系统建模与仿真。3、调节器电路设计。4、主电路设计。5、反馈电路设计。6、触发电路设计。7、故障处理电路设计。 设计步骤 一、总体方案设计 二、参数初步计算。 三、控制系统的建模和MALAB仿真 四、根据仿真结果调整参数 五、主电路及控制电路设计 六、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（ A3 幅面）。 课程设计说明书要求 1 ．课程设计说明书应书写认真．字迹工稚，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。 2 ．论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。 3 ．课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书，附录应有系统方枢图和电路原理图。 4 ．课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识
摘要 双闭环（转速环、电流环）直流调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流。可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，历来是自动控制系统的主要执行元件，在轧钢及其辅助机械、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、大型起重机、金属切削机床、造纸机、纺织机械等领域中得到了广泛的应用。换向器是直流电机的主要薄弱环节,它使直流电机的单机容量、过载能力、最高电压、最高转速等重要指标都受到限制,也给直流电机的制造和维护添了不少麻烦。然而，鉴于直流拖动控制系统的理论和实践都比较成熟，直流电机仍在广泛的使用。因此，长期以来，在应用和完善直流拖动控制系统的同时，人们一直不断在研制性能与价格都赶得上直流系统的交流拖动控制系统，近年来，在微机控制和电力电子变频装置高度发展之后，这个愿望终于有了实现的可能。在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。并且随着电力电子器件开关性能的不断提高,直流脉宽调制( PWM) 技术得到了飞速的发展。 关键词： 双闭环，晶闸管，转速调节器，电流调节器，MALAB仿真
污水管道系统的设计计算 （一）污水设计流量计算 一．综合生活污水设计流量计算 各街坊面积汇总表 居住区人口数为300?360.75=108225人 则综合生活污水平均流量为150?108225/24?3600L/s=187.89L/s 用内插法查总变化系数表，得K Z=1.5 故综合生活污水设计流量为Q1=187.89?1.5L/s=281.84L/s 二．工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算 企业一：一般车间最大班职工人数为250人，使用淋浴的职工人数为80人；热车间最大班职工人数为100人，使用淋浴的职工人数为50人 故工业企业一生活污水和淋浴污水设计流量为 Q2（1）=（250?25?3+100?35?2.5）/3600?8+(80?40+50?60)/3600L/s
=2.68L/s 企业二：一般车间最大班职工人数450人，使用淋浴的职工人数为90人；热车间最大班职工人数为240人，使用淋浴的职工人数为140人 故工业企业二生活污水和淋浴污水设计流量为 Q2（2.）=（450?25?3+240?35?2.5）/3600?8+（90?40+140?60）/3600 =5.23L/s 所以工业企业生活污水和淋浴污水设计流量为 Q2=Q2(1)+Q2(2)=(2.68+5.23)L/s=7.91L/s 三．工业废水设计流量计算 企业一：平均日生产污水量为3400m3/d=3.4?106L/d=59.03L/s 企业二：平均日生产污水量为2400m3/d=2.4?106L/d=27.78L/s Q3=(59.03?1.6+27.78?1.7)L/s=141.67L/s 四．城市污水设计总流量 Q4=Q1+Q2+Q3=(281.84+7.91+141.67)l/s=431.42L/s （二）污水管道水力计算 一．划分设计管段，计算设计流量 本段流量q1=Fq s K Z 式中q1----设计管段的本段流量（L/s） F----设计管段服务的街坊面积（hm2） q s----生活污水比流量[L/(s·hm2)] K Z----生活污水总变化系数
《过程控制》 课程设计报告 题目：双闭环比值控制系统的分析与设计姓名：王飞 学号：20106206 专业：自动化 年级：2010级 指导教师：李天华
目录 1 任务书-------------------------------------------------------- 1 1.1设计题目 --------------------------------------------------- 1 1.2设计任务 --------------------------------------------------- 1 1.3原始数据 --------------------------------------------------- 2 1.4设计内容 --------------------------------------------------- 2 2 研究背景 ------------------------------------------------------- 3 3 研究意义 ------------------------------------------------------- 4 4 研究内容 ------------------------------------------------------- 4 5 论文组织 -------------------------------------------------------- 5 5.1衰减曲线法整定主动量回路控制器参数 -------------------------- 5 5.2反应曲线法整定从动量回路控制器参数 -------------------------- 8 5.3双闭环比值控制系统仿真及性能测试 --------------------------- 11 5.4双闭环比值控制系统的抗干扰能力检验 ------------------------- 13 6 双闭环比值控制与串级控制的区别，以及各自的优缺点 --------------- 16 6.1双闭环比值控制与串级控制的区别 ----------------------------- 16 6.2双闭环比值控制的优、缺点 ----------------------------------- 17 6.3串级控制的优、缺点 ----------------------------------------- 17 7 总结 ---------------------------------------------------------- 17 8 参考文献 ------------------------------------------------------ 17 附录：双闭环比值控制最终整定结果(Simulink图) -------------------- 18
目录 摘要 0 双闭环流量比值控制系统设计 (1) 1、双闭环比值控制系统的原理与结构组成 (1) 2、课程设计使用的设备 (1) 3、比值系数的计算 (2) 4、设备投运步骤以及实验曲线结果 (2) 5、总结 (6) 6、参考文献 (6)
摘要 在许多生产过程中，工艺上常常要求两种或者两种以上的物料保持一定的比例关系。一旦比例失调，会影响生产的正常进行，造成产量下降，质量降低，能源浪费，环境污染，甚至造成安全事故。 这种自动保持两个或多个参数间比例关系的控制系统就是比值控制所要完成的任务。因此比值控制系统就是用于实现两个或两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。需要保持一定比例关系的两种物料中，总有一种起主导作用的物料，称这种物料为主物料，另一种物料在控制过程中跟随主物料的变化而成比例的变化，这种无物料成为从物料。由于主，从物料均为流量参数，又分别成为主物料流量和从物料流量，通常，主物料流量用Q1表示，从物料流量用Q2表示，工艺上要求两物料的比值为K，即K=Q2/Q1.在比值控制精度要求较高而主物料Q1又允许控制的场合，很自然就想到对主物料也进行定值控制，这就形成了双闭环比值系统。在双闭环比值系统中，当主物料Q1受到干扰发生波动时，主物料回路对其进行定值控制，使从物料始终稳定在设定值附近，因此主物料回路是一个定值控制系统，而从物料回路是一个随动控制系统，主物料发生变化时，通过比值器的输出，使从物料回路控制器的设定值也发生变化，从而使从物料随着主物料的变化而成比例的变化。当从物料Q2受到干扰时，和单闭环控制系统一样，经过从物料回路的调节，使从物料稳定在比值器输出值上。双闭环比值控制系统由于实现了主物料Q1的定值控制，克服了干扰的影响，使主物料Q1变化平稳。当然与之成比例的从物料Q2变化也将比较平稳。根据双闭环比值控制系统的优点，它常用在主物料干扰比较频繁的场合，工艺上经常需要升降负荷的场合以及工艺上不允许负荷有较大波动的场合。本实验通过了解双闭环比值控制系统的原理与结构组成，进行双闭环流量比值控制系统设计（包括仪表选型）以及进行比值系数的计算，最后基于WinCC进行监控界面设计，给出不同参数下的响应曲线，根据扰动作用时，记录系统输出的响应曲线。