-水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、濟(jì)南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系別：電氣工程系專業(yè)：電氣自動(dòng)化班級(jí)：0631班學(xué)生姓名：周圣凱指導(dǎo)老師：李穎26目錄任務(wù)書(shū)2摘要31緒論41.1過(guò)程控制的定義41.2過(guò)程控制的目的41.3過(guò)程控制的特點(diǎn)51.4過(guò)程控制的發(fā)展與趨勢(shì)52水箱液位控制系統(tǒng)的原理62.1人工控制與自動(dòng)控制62.2水箱液位控制系統(tǒng)的原理框圖72.3水箱液位控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型83水箱液位控制系統(tǒng)的組成113.1被控制變量的選擇113.2執(zhí)行器的選擇113.3PID控制器的選擇153.4液位變送器的選擇174PID控制規(guī)律184.1比例控制184.2積分控制21

2、4.3微分控制214.4比例積分控制214.5比例積分微分控制225應(yīng)用實(shí)例225.1液位控制在廁所中的應(yīng)用225.2液位控制在汽車上的應(yīng)用23總結(jié)24致謝25參考文獻(xiàn)2526濟(jì)南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)班級(jí)電氣0631學(xué)生姓名周圣凱指導(dǎo)教師李穎設(shè)計(jì)（論文）題目水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)供水水箱的液位控制系統(tǒng)，要求在采用儀表控制的情況下，設(shè)計(jì)一個(gè)單回路控制系統(tǒng)，系統(tǒng)使用PID調(diào)節(jié)器。各環(huán)節(jié)選用適當(dāng)?shù)膬x表和器件，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的控制方式，確定控制器參數(shù)，并可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。分析不同控制方式的控制規(guī)律和在不同控制方式下系統(tǒng)的特點(diǎn)。系統(tǒng)

3、在上下水流量發(fā)生變化時(shí)，能快速恢復(fù)到設(shè)定值。主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo)本過(guò)程控制系統(tǒng)，檢測(cè)信號(hào)、控制信號(hào)及被控信號(hào)均采用ICE標(biāo)準(zhǔn)，即電壓1--5V，電流4--20mA，供電要求：三相380V交流電，24V直流電。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，對(duì)自動(dòng)化儀表的選型、參數(shù)設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力，檢驗(yàn)所學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的綜合利用能力，為今后工作打好基礎(chǔ)。基本要求（1）設(shè)計(jì)水箱液位控制的系統(tǒng)方案。（2）各環(huán)節(jié)儀表的選型。（3）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的控制方式和PID參數(shù)。（4）分析不同控制規(guī)律和不同參數(shù)下系統(tǒng)的特點(diǎn)。主要參考資料及文獻(xiàn)1．《過(guò)程控制系統(tǒng)和應(yīng)用》俞金壽

4、主編機(jī)械工業(yè)出版社2．《過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表》侯志林主編機(jī)械工業(yè)出版社3．《自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制》施仁主編電子工業(yè)出版社26摘要????在人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問(wèn)題,?例如居民生活用水的供應(yīng),?飲料、食品加工,?溶液過(guò)濾,?化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過(guò)程,?通常需要使用蓄液池,?蓄液池中的液位需要維持合適的高度,?既不能太滿溢出造成浪費(fèi),?也不能過(guò)少而無(wú)法滿足需求。因此液面高度是工業(yè)控制過(guò)程中一個(gè)重要的參數(shù)，特別是在動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對(duì)液位進(jìn)行檢測(cè)、控制，能收到很好的效果。?PID控制（比例、積分和微分控制）是

5、目前采用最多的控制方法。????本文主要是對(duì)一水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，涉及到液位的動(dòng)態(tài)控制、控制系統(tǒng)的建模、PID算法、傳感器和調(diào)節(jié)閥等一系列的知識(shí)。作為單容水箱液位的控制系統(tǒng)，其模型為一階慣性函數(shù)，控制方式采用了PID算法，調(diào)節(jié)閥為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。選用合適的器件設(shè)備、控制方案和算法，是為了能最大限度地滿足系統(tǒng)對(duì)諸如控制精度、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量等控制品質(zhì)的要求。關(guān)鍵詞PID控制過(guò)程控制液位控制261緒論1．1過(guò)程控制的定義生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，一般是指石油、化工、冶金、煉焦、造紙、建材、陶瓷及電力發(fā)電等工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)的或按一定程序進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。電力拖動(dòng)

6、及電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等過(guò)程的自動(dòng)控制一般不包括在內(nèi)。凡是采用模擬或數(shù)字控制方式對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的某一或某些物理參數(shù)進(jìn)行的自動(dòng)控制通稱為過(guò)程控制。過(guò)程控制是自動(dòng)控制學(xué)科的一個(gè)重要分支，是對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行分析與綜合。1．2過(guò)程控制的目的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)各個(gè)工藝過(guò)程的物理量（或稱工藝變量）有著一定的控制要求。有些工藝變量直接表征生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量起著決定性的作用。例如，精餾塔的塔頂或塔釜溫度，一般在操作的壓力不變的情況下必須保持一定，才能得到合格的產(chǎn)品；加熱爐出口溫度的波動(dòng)不能超出允許范圍，否則將影響后一段的效果；化學(xué)反應(yīng)器的反應(yīng)溫度必須保持平穩(wěn)，才能使效率達(dá)到指標(biāo)

7、。有些工藝變量雖不直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，然而保持其平穩(wěn)卻是使生產(chǎn)獲得良好控制的前提。例如，用蒸汽加熱反應(yīng)器或在沸器，如果在蒸汽總壓波動(dòng)劇烈的情況下，要把反應(yīng)溫度或塔釜溫度控制好將極為困難；中間儲(chǔ)槽的液位高度與氣柜壓力，必須維持在允許的范圍之內(nèi)，才能使物料平衡，保持連續(xù)的均衡生產(chǎn)。有些工藝變量是決定安全生產(chǎn)的因素。例如，鍋爐汽包的水位、受壓容器的壓力等，不允許超出規(guī)定的限定否則將威脅生產(chǎn)安全。還有一些工藝變量直接鑒定產(chǎn)品的質(zhì)量。例如，某些混合氣體環(huán)境的污染，因此，減小工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響也已納入過(guò)程控制的目標(biāo)范圍。綜上所述，過(guò)程控制的主要目標(biāo)包括一下幾個(gè)

8、方面：①保障生產(chǎn)過(guò)程的安全和平穩(wěn)；②達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)量和質(zhì)量；③盡可能