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PID控制流体输送装置过程控制系统设计 摘要：本论文主要讨论流体输送装置过程控制系统设计，研究装置分为流体输送对象，控制柜，上位机，数据监控采集软件，数据处理软件几部分。论文中主要介绍流体输送装置的设计背景，原理，装置，研究内容以及对所得数据的采集和分析，着重介绍了PID控制的相关方面。本次设计主要分为8个部分，在完成这些设计的基础上对流体输送装置过程控制系统有一个系统的认识。5429 关键词：流体输送，PID控制，离心泵特性，阻尼，流量 ABSTRACT： Process of fluid conveying device control system design were discussed in this paper, the research unit is pided into liquid service object, control cabinet, PC, monitor data acquisition software, data processing software parts. The thesis mainly introduces the design background of fluid conveying device, principle, device and the data from the research content and the data collection and analysis of relevant aspects of PID control are introduced. KEY WORDS： Fluid conveying, PID control, Centrifugal pump characteristic, damping, traffic 目录 前言：1 1. 流体输送装置控制系统设计的研究背景：1 1.1设计目的：1 1.2本文的框架结构：2 1.3设计研究所进行的相关实验：2 2. 设计研究理论基础：2 2. 1 PID控制2 2.1.1 PID概述3 2.1.2 PID分类3 2.1.3 PID原理和特点4 2.1.4 PID参数整定5 2.1.5 PID的调节方法5 2.1.6 PID的广泛应用6 2.2流体输送参数分析6 2.2.1流体流动阻力特性测定与计算6 2.2.2离心泵特性曲线测定7 1. 流体输送装置控制系统设计的研究背景： 流体以一定流量沿着管道（或明渠）由一处送到另一处，是一种属于流体动力过程的单元操作。化工生产处理的物料(包括原料、中间产物、产品和载体等)多数为流体，按工艺要求在各化工设备和机器之间输送这些物料，是实现化工生产的重要环节。化工生产中物料的种类很多，被输送流体的性质如密度、粘度、毒性、腐蚀性、易燃性与易爆性等各不相同，而且流体的温度从低于-200℃至高于1000℃，压力从高真空到102MPa，每小时的输送量从10-3m3到104m3以上,所以输送流体所用的流体输送机械有多种形式，制作材料也是多种多样的。 当送料点的流体能位足够高时，流体能够按所要求的输送量自行流至低能位的受料点，否则就需用流体输送机械对流体补给能量。流体从输送机械取得机械能，用来补偿受料点和送料点间的能位差，并克服流体在管道或渠道内流动时所受到的流动阻力。由于流动阻力随流速的增大而增大，因此要求流体输送机械加给单位重量流体的机械能随流速的增大而增加。 化工生产中，流体大都用密闭的管道输送。为调节流量，改变流向以及实现流体的分流或合流，管道中装有阀门、弯头和三通等管件。管道和管件由碳钢、铸铁、不锈钢、铜、铝和铅等金属材料或塑料、陶瓷、玻璃和石墨等非金属材料制成，其中以碳钢和铸铁应用最广。 流体输送的总费用，包括管道、输送机械的折旧费和输送机械的能耗费用。对一定的输送量，采用大口径的管道时，流动阻力减小，能耗量下降，但管道的投资和折旧费增加；采用小口径管道时，投资和折旧费减少，但能耗费用增加。因此,选用的管道口径过大或过小,使管内流速过小或过大，都是不经济的。对于长距离大流量的输送管路，应通过多方案计算来确定经济上最合理的流速（或管径）；而工厂内部的短距离输送，可参照各种流体在管道内的常用流速范围（见表），来确定管内流速，据以计算所需管径。 1.3设计研究所进行的相关实验： 本次设计主要进行8个相关实验，分别为： 离心泵流量控制实验，高位液位罐液位控制实验，旋涡泵流量控制实验，离心泵特性控制实验，流体流动阻力曲线测定实验，孔板流量计校核实验，真空泵输送实验，压力输送实验。 2. 设计研究理论基础： 2. 1 PID控制 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变