雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計_圖文

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1、目錄摘要1雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計21、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)組成22、課程設(shè)計使用的設(shè)備33、比值系數(shù)的計算44、設(shè)備投運步驟以及實驗曲線結(jié)果55、總結(jié)166、參考文獻17摘要在許多生產(chǎn)過程中，工藝上常常要求兩種或者兩種以上的物料保持一定的比例關(guān)系。一旦比例失調(diào)，會影響生產(chǎn)的正常進行，造成產(chǎn)量下降，質(zhì)量降低，能源浪費，環(huán)境污染，甚至造成安全事故。這種自動保持兩個或多個參數(shù)間比例關(guān)系的控制系統(tǒng)就是比值控制所要完成的任務(wù)。因此比值控制系統(tǒng)就是用于實現(xiàn)兩個或兩個以上物料保持一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)。需要保持一定比例關(guān)系的兩種物料中，總有一種起主導(dǎo)作用的物料，稱這種物料為

2、主物料，另一種物料在控制過程中跟隨主物料的變化而成比例的變化，這種無物料成為從物料。由于主，從物料均為流量參數(shù)，又分別成為主物料流量和從物料流量，通常，主物料流量用Q1表示，從物料流量用Q2表示，工藝上要求兩物料的比值為K，即K=Q2/Q1.在比值控制精度要求較高而主物料Q1又允許控制的場合，很自然就想到對主物料也進行定值控制，這就形成了雙閉環(huán)比值系統(tǒng)。在雙閉環(huán)比值系統(tǒng)中，當(dāng)主物料Q1受到干擾發(fā)生波動時，主物料回路對其進行定值控制，使從物料始終穩(wěn)定在設(shè)定值附近，因此主物料回路是一個定值控制系統(tǒng)，而從物料回路是一個隨動控制系統(tǒng)，主物料發(fā)生變化時，通過比值器的輸出，使從物料回路

3、控制器的設(shè)定值也發(fā)生變化，從而使從物料隨著主物料的變化而成比例的變化。當(dāng)從物料Q2受到干擾時，和單閉環(huán)控制系統(tǒng)一樣，經(jīng)過從物料回路的調(diào)節(jié)，使從物料穩(wěn)定在比值器輸出值上。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)由于實現(xiàn)了主物料Q1的定值控制，克服了干擾的影響，使主物料Q1變化平穩(wěn)。當(dāng)然與之成比例的從物料Q2變化也將比較平穩(wěn)。根據(jù)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的優(yōu)點，它常用在主物料干擾比較頻繁的場合，工藝上經(jīng)常需要升降負(fù)荷的場合以及工藝上不允許負(fù)荷有較大波動的場合。本實驗通過了解雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)組成，進行雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計（包括儀表選型）以及進行比值系數(shù)的計算，最后基于WinCC進行監(jiān)控界

4、面設(shè)計，給出不同參數(shù)下的響應(yīng)曲線，根據(jù)擾動作用時，記錄系統(tǒng)輸出的響應(yīng)曲線。16雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計1、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)組成在工業(yè)生產(chǎn)過程中,往往需要幾種物料以一定的比例混合參加化學(xué)反應(yīng)。如果比例失調(diào)，則會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的降低、原料的浪費，嚴(yán)重時還會發(fā)生事故。這種用來實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)之間保持一定比值關(guān)系的過程控制系統(tǒng)，均稱為比值控制系統(tǒng)。本設(shè)計是雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該系統(tǒng)中有兩條支路，一路是來自于電動閥支路的流量Q1，它是一個主流量；另一路是來自于變頻器—磁力泵支路的流量Q2，它是系統(tǒng)的副流量。要求副流量Q2能跟隨主流量Q1

5、的變化而變化，而且兩者間保持一個定值的比例關(guān)系，即Q2/Q1=K。圖6-2雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)(a)結(jié)構(gòu)圖(b)方框圖(a)結(jié)構(gòu)圖(b)方框圖圖1雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)由圖中可以看出雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)是由一個定值控制的主流量回路和一個跟隨主流量變化的副流量控制回路組成，主流量回路能克服主流量擾動，實現(xiàn)其定值控制。副流量控制回路能抑制作用于副回路中的擾動，當(dāng)擾動消除后，主副流量都回復(fù)到原設(shè)定值上，其比值不變。顯然，雙閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的總流量是固定不變的。從整定的角度看，應(yīng)使從物料回路響應(yīng)較主物料回路快一些，以便從物料能跟得上主物料的變化，保證主，從物料的比值恒定。162

6、、課程設(shè)計使用的設(shè)備2.1.THJ-3型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置，如下圖所示：16本實驗裝置對象主要由水箱、鍋爐和盤管三大部分組成。供水系統(tǒng)有兩路：一路由三相（380V恒壓供水）磁力驅(qū)動泵、電動調(diào)節(jié)閥、電磁閥、渦輪流量計及手動調(diào)節(jié)閥組成；另一路由變頻器、三相磁力驅(qū)動泵（220V變頻調(diào)速）、渦輪流量計及手動調(diào)節(jié)閥組成。2.2THJ-3型西門子PLC過程控制系統(tǒng)。該過程控制系統(tǒng)的控制柜主要由電源控制組件、西門子PLC控制組件、變頻器控制組件等幾部分組成。是一套集自動化儀表技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)為一體的多功能實驗設(shè)備。該系統(tǒng)包括流量、溫度、液位、壓

7、力等熱工參數(shù)，可實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識，單回路控制，串級控制，前饋-反饋控制，滯后控制、比值控制，解耦控制等多種控制形式。2.3西門子S7系列PLC編程軟件。本裝置中PLC控制方案采用了德國西門子公司的S7-300PLC，采用的是Step7編程軟件。利用這個軟件可以對PLC進行編程、調(diào)試、下裝、診斷。2.4西門子WinCC監(jiān)控組態(tài)軟件。S7-300PLC控制方案采用WinCC軟件作為上位機監(jiān)控組態(tài)軟件，WinCC是結(jié)合西門子在過程自動化領(lǐng)域中的先進技術(shù)和Microsoft的強大功能的產(chǎn)物。作為一個國際先進的人機界面(HM