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学生课程设计报告 设 计 题 目 过程控制综合设计 学 院 、 系 电信学院、测控系 专 业 班 级 测控2012-1班 学 生 姓 名 王稳淇 设计起讫日期 2015年9月28日-10月23日 指 导 教 师 戴 立 红 课程设计目的 1、了解本实验装置的结构与组成。 2、掌握压力变送器的使用方法。 3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。 二、课程设计设备 1、THKGK-1型过程控制实验装置 GK-02 GK-03 GK-04 GK-07 2、 万用表一只 三、课程设计装置的结构框图 图4-1、液位、压力 、流量控制系统结构框图 四过程控制综合设计原理一 21世纪是一个竞争日益加剧的社会，没有一技之长会被社会所抛弃，因此秉着对现代工业生产过程走向大型,连续和强化的的发展方向，建设具有开放性的，设计性的综合试验设计，对控制系统的控制方面提出了日益增长的要求。综合设计的设计主要内容为基于必威体育精装版购进的过程控制系统实验装置上，借助数字控制仪表，可编程控制器PLC和HMI组态软件PROTOOL，MCGS对其单容液位对象，多容液位对象，温度对象和流量对象等进行全程监控。实习过程中要理论联系实际结合以往学过的课程理论，如《过程控制系统》《过程控制仪表》《PLC应用技术》，重点强化培养解决实际问题的能力，实践能力和动手能力。也在一定的程度上加强自己与同学之间的合作能力，为接下来设计跟毕业之后参加工作打下良好的基础。 二、设计内容 确定变送器的输入/输出特性 建立被控对象的数学模型 使用S7-200PLC进行手自动控制 采用MCGS组态软件实现监控 PID参数整定 温度-流量串级控制 三、设计要求 1、以RTGK-2型过程控制实验装置中的单个水箱作为被控对象、PLC作为控制器、静压式压力表作为检测元件、电动调节阀作为执行器构成一个单容水箱单闭环控制系统，实现对水箱液位的恒值控制。 2、PLC控制器采用PID算法，各项控制性能满足要求：超调量20%，稳态误差≤±0.1；调节时间ts≤60s； 3、组态测控界面上，实时设定并显示液位给定值、测量值及控制器输出值；实时显示液位给定值实时曲线、液位测量值实时曲线和PID输出值实时曲线； 4、选择合适的整定方法确定PID参数，并能在组态测控界面上实时改变PID参数； 5、通过S7-200PLC编程软件Step7实现PLC程序设计与调试； 6、分析系统基本控制特性，并得出相应的结论； 7、设计完成后，提交打印设计报告。 四、过程控制课程设计设备几简介 概述 THKGK-1是过程控制的综合实习设备，在THKGK-1上可以做实习设备的基本调试与仪的整定；单容水箱对象特性测试，双容水箱对象特性测试，温度位式控制系统，智能仪表温度位式控制系统，温度PID控制系统，单容水箱液位PID控制系统，双容水箱液位PID控制系统，流量控制系统，单容水箱压力PID控制系统等过程控制的实习内容能够完全满足工业自动化专业过程控制方面的实习要求。 实习设备简介 系 统 组 成 被控对象包括上水箱、下水箱、复合加热水箱以及管道。调节器主要有模拟调节器（含比例P调节、比例积分PI调节、比例微分PD调节、比例积分微分PID调节）、位式调节器、智能仪表调节器、PLC控制器、单片机控制、计算机控制等。 执行器模块主要有固态继电器、磁力驱动泵、电加热丝。 变送器模块主要有流量变送器（FT）、液位变送器（LT1，LT2）、温度变送器（TT）、压力变送器（PT）等。变送器的零位、增益可调，并均以标准信号DC0-5V输出。另外，根据用户需要，配置微机通讯接口单元（RS232），以满足计算机实时控制实验的需要。 系统的结构组成如图1所示，被控对象的供水有两路：一路是由磁力泵1从储水箱中抽水，通过阀1再经阀3向上水箱供水、经阀4向下水箱供水、经阀5向复合加热水箱的内胆供水；另一路是 图 1 系统的结构图 磁力泵2从储水箱中抽水，分别通过阀2经阀9向上水箱供水、经阀10向下水箱供水、经阀11向复合加热水箱的夹套供水。每个水箱的出水口均经过线性化处理，上水箱的水通过阀6 流到下水箱，在上水箱中安装了压力传感器（PT、LT1），用于检测压力、液位的大小;而下水箱的水经阀7流到复合加热水箱的外套，再经阀8流回储水箱，各水箱都设有溢流口，保证水箱满后不外流并顺利经溢流口流回储水箱。在复合加热水箱的内套安装了加热器和PT100温度