雙容水箱監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)82417

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1、組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)河南機(jī)電高等專科學(xué)校力控組態(tài)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱：雙容水箱監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)系部名稱：自動(dòng)控制系專業(yè)班級：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)102姓名：劉賓學(xué)號：1014132312012-09-24組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)**目錄1；引言12；總體設(shè)計(jì)方法12.1雙容水箱液位控制系統(tǒng)的方框圖12.2雙容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路23；硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)23.1主要硬件設(shè)施23.2雙容水箱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)33.3硬件實(shí)現(xiàn)44；軟件設(shè)計(jì)54.1．編制監(jiān)控界面；54.2組態(tài)硬件設(shè)備和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；74.3設(shè)計(jì)報(bào)警84.4動(dòng)畫連接和數(shù)據(jù)庫連接94.5進(jìn)行PID參數(shù)整定；105；總結(jié)11參考文獻(xiàn)1213組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)1；引言

2、串聯(lián)雙容水箱在工業(yè)過程控制中應(yīng)用非常廣泛。在串聯(lián)雙容水箱水位的控制中，進(jìn)水首先進(jìn)人第一個(gè)水箱，然后通過第二個(gè)水箱流出，與一個(gè)水箱相比，由于增加了一個(gè)水箱，使得被控量的響應(yīng)在時(shí)間上更落后一步，即存在容積延遲，從而導(dǎo)致該過程的難以控制。串級控制是改善調(diào)節(jié)過程動(dòng)態(tài)性能的有效方法，由于其超前的控制作用，可以大大克服系統(tǒng)的容積延遲。隨著工業(yè)的發(fā)展，液位控制在各種過程控制中的應(yīng)用越來越廣泛。本設(shè)計(jì)以二容水箱實(shí)驗(yàn)液位控制模型為研究對象，采用PID控制，并用力控組態(tài)進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)。組態(tài)界面包括：水箱實(shí)驗(yàn)界面（包括實(shí)時(shí)趨勢曲線）、報(bào)警窗口、歷史趨勢曲線。所有畫面的動(dòng)態(tài)顯示用增強(qiáng)按鈕連接。2；總體設(shè)計(jì)方法

3、2.1雙容水箱液位控制系統(tǒng)的方框圖擾動(dòng)擾動(dòng)液位給定上水箱下水箱電動(dòng)閥智能調(diào)節(jié)儀─+液位變送器13組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)2.2雙容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路這也是一個(gè)單回路控制系統(tǒng)，它與實(shí)驗(yàn)四不同的是有兩個(gè)水箱相串聯(lián)，控制的目的是使下水箱的液位高度等于給定值所期望的高度，具有減少或消除來自系統(tǒng)內(nèi)部或外部擾動(dòng)的影響功能。顯然，這種反饋控制系統(tǒng)的性能完全取決于調(diào)節(jié)器Gc（S）的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的合理選擇。由于雙容水箱的數(shù)學(xué)模型是二階的，故它的穩(wěn)定性不如單容液位控制系統(tǒng)。對于階躍輸入（包括階躍擾動(dòng)），這種系統(tǒng)用比例（P）調(diào)節(jié)器去控制，系統(tǒng)有余差，且與比例度成正比，若用比例積分（PI）調(diào)節(jié)器去控制，不僅可實(shí)現(xiàn)

4、無余差，而且只要調(diào)節(jié)器的參數(shù)δ和Ti調(diào)節(jié)得合理，也能使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器是在PI調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上再引入微分D的控制作用，從而使系統(tǒng)既無余差存在，又使其動(dòng)態(tài)性能得到進(jìn)一步改善。因此，我利用力控組態(tài)軟件的控制策略里的傳遞函數(shù)模擬一個(gè)一階慣性系統(tǒng)，然后，通過用策略里的PID模塊進(jìn)行控制，通過P，I，D進(jìn)行整定！13組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)3；硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)3.1主要硬件設(shè)施實(shí)驗(yàn)臺主要由水箱、儲水箱、、加熱器、液位和壓力傳感器、壓力罐、濕度傳感器、電磁流量傳感器、孔板流量傳感器、渦輪流量傳感器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、水泵、加溫模塊、接線端子、電源總開關(guān)、電流指示表、比例器

5、、DC24V開關(guān)電源等組成。3.2雙容水箱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)13組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)上水箱和下水箱的液位信號分別由兩壓力傳感器檢測，檢測到的液位信號經(jīng)液位變送器轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號，串聯(lián)250歐姆標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)換為1-5V電壓信號，再通過A/D模塊(Nudam7017)將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)RS485總線，再由RS232/485轉(zhuǎn)換器傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)采集到的數(shù)字信號在組態(tài)軟件中由PID控制器進(jìn)行處理得出控制信號，控制信號再經(jīng)RS232/485轉(zhuǎn)換器及RS485總線送給D/A模塊(Nudam7024)，最后轉(zhuǎn)換得到的模擬信號驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。3.3硬件實(shí)現(xiàn)(1)13

6、組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)將雙容水箱液位串級控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備，按系統(tǒng)框圖接好實(shí)驗(yàn)線路。實(shí)驗(yàn)接線原則是：先斷電、后接線；先檢查、后通電。(2)接通總電源，各儀表電源，使水泵工作在恒壓供水的狀態(tài)下。(3)采用兩部整定法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)(4)采用一部整定法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)(5)待系統(tǒng)穩(wěn)定后，給定值（SP）加個(gè)階躍信號，其液位的變化曲線如。4；軟件設(shè)計(jì)4.1．編制監(jiān)控界面；第一步：控制策略連接13組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)第二步：首先，創(chuàng)建一個(gè)雙容水箱控制圖其次在設(shè)計(jì)一個(gè)歷史曲線13組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)4.2組態(tài)硬件設(shè)備和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；（1）硬件連接.首先將通訊模塊ADAM4520接到計(jì)算機(jī)的串口上,然后將研華A/D

7、傳換模塊ADAM4017和研華D/A轉(zhuǎn)換模塊ADAM4024接到串口通訊模塊ADAM4520的DATA+和DATA-上,正接正,負(fù)接負(fù),然后ADAM4017接到壓力變送器的輸出上,ADAM4024接驅(qū)動(dòng)模塊的輸入,驅(qū)動(dòng)模塊的輸出接水泵的輸入,然后接好電源就行了.（2）模塊配置.用模塊自帶軟件將模塊ADAM4017的地址設(shè)為1,將模塊ADAM4024的地址設(shè)為2,然后再測試一下各通道工作是否正常.（3）力控I/O驅(qū)動(dòng)配置.在力控里找到ADAM40