计算机控制技术及应用-CH10.ppt

计算机控制技术 第1章 第10章 计算机控制技术在简单过程控制中的应用 10.1 实例1 ——水箱液位控制 10.2 实例2 ——锅炉温度控制 本章小结 思考题与习题 10.1 实例1——水箱液位控制 10.1.1 被控对象和控制方案 10.1.2 硬件组成 10.1.3 组态过程 10.1.4 PID参数整定过程 10.1.1 被控对象和控制方案 单容水箱 控制框图 10.1.1 被控对象和控制方案 AE2000常规综合型过程控制实验装置 10.1.1 被控对象和控制方案 水箱液位控制各部件连接示意图 10.1.2 硬件组成 1. 液位变送器 10.1.2 硬件组成 2. 电动调节阀 用于控制水位调节动力支路管道出水量。 通过输入4~20mA DC信号控制智能型直行程执行机构来调节阀门大小，从而调节水的流量。 10.1.2 硬件组成 3. 智能调节仪 AI808P智能调节仪 实现简单回路的控制 智能调节仪 输入与液位变送器连接，输出与电动调节阀连接。 采用 PID控制方式 通过RS-485 完成参数设置和数据传输。 10.1.3 组态过程 1. 定义数据对象 智能调节仪的参数 输入下限显示值DIL、输入上限显示值DIH、 显示的小数点位置DIP、输出方式OP1、 输出下限OPL、输出上限OPH 输入规格sn以及PID等参数 10.1.3 组态过程 1. 定义数据对象 智能调节仪的参数 输入下限显示值DIL、输入上限显示值DIH、 显示的小数点位置DIP、输出方式OP1、 输出下限OPL、输出上限OPH 输入规格sn以及PID等参数 最基本的控制变量 设定值SV、测量值PV和输出值MV 10.1.3 组态过程 MCGS的实时数据库操作界面 10.1.3 组态过程 2. 配置设备 10.1.3 组态过程 3. 设计用户界面 10.1.4 PID参数整定过程 (1)在用户界面的循环脚本中的循环时间 选择一个足够短的采样周期，如200ms。 (2)采用纯比例反馈控制(P控制)，逐渐减小比例度δ(δ=1/P)， 直到系统发生持续的等幅振荡。 记下此时的临界比例度δu及系统的临界振荡周期Tu (3) 选择控制度1.05 获得PID参数的参考值 (4) 投入在线运行，观察效果 如果性能不满意，可根据经验调整参数，直到满意为止 10.1.4 PID参数整定过程 获得临界比例度δu和临界振荡周期Tu的实验曲线 10.1.4 PID参数整定过程 不同效果的实验曲线 10.2 实例2——锅炉温度控制 10.2.1 被控对象和控制方案 10.2.2 硬件组成 10.2.3 组态过程 10.2.4 PID算法设计 10.2.1 被控对象和控制方案 锅炉 10.2.1 被控对象和控制方案 锅炉温度控制框图 10.2.1 被控对象和控制方案 锅炉温度控制各部件连接示意图 10.2.2 硬件组成 1. 温度传感器及变送器 2. 电加热器及可控硅移相调压装置 3. 模拟量输入输出模块 10.2.2 硬件组成 1. 温度传感器及变送器 10.2.2 硬件组成 2. 电加热器及可控硅移相调压装置 10.2.2 硬件组成 3. 模拟量输入输出模块 分别采用I-7017和I-7024 利用7000Utility软件 进行检测和配置 10.2.3 组态过程 1. 定义数据对象 I-7017、I-7024的参数和控制操作数据 对象数据。 10.2.3 组态过程 2. 配置设备 10.2.3 组态过程 3. 设计用户界面 10.2.4 PID算法设计 数字PID控制算法程序流程图 本章小结 本章介绍的两个应用实例—— 水箱液位控制和锅炉温度控制 可在教学实验环境下进行。 采用的传感器、变送器、电动调节阀、电加热器及可控硅移相调压装置、分布式I/O模块 均为工业自动化产品。 本章小结 水箱液位控制 采用智能仪表为控制器，内含PID控制算法， 可实现一个简单回路的控制， 通过RS-485接口与上位机连接 上位机上通过组态软件 设计人机界面，配置智能仪表参数， 进行数据传输。 应用过程中，PID参数整定是一项重要内容。 上位机不参与直接控制 因此，对其可靠性要求不高。 本章小结 锅炉温度控制 采用分布式I/O模块+DDC计算机 分布式I/O模块通常有多路I/O通道 但不能作为控制器使用。 DDC计算机 完成控制算法 可使用组态软件中PID控制软设备来实现PID控制 也可在运行策略中用脚本语言编写数字PID的算法。 本章小结 组态软件可以提高控制系统应用软件的构建效率 本章中结合应用实例，介绍了MCGS组态软件最基本的组态过程： 定义数据对象 配置设备 设计用户界面 思考题与习题 1. 试简述本章两个实例——水箱液位控制和锅炉温度控制中 反馈单元、执行单