过程控制系统课程设计
基于组态软件单容水箱过程控制系统
姓 名： 学 号： 班 级： 专 业： 指导教师：
目 录
1 设计目的与要求 .................................................. 1 1.1 设计目的 ...................................................... 1 1.2 设计要求 ...................................................... 1 2 系统结构设计 .................................................... 1 2.1 控制方案 ...................................................... 1 2.2 系统结构 ...................................................... 2 3 过程仪表选择 .................................................... 2 3.1 液位传感器 .................................................... 2 3.2 电磁流量传感器 ................................................ 3 3.3 电动调节阀 .................................................... 3 3.4 水泵 .......................................................... 3 3.5 变频器 ........................................................ 4 3.6 模块选择 ...................................................... 4 4 系统组态设计 .................................................... 4 4.1工艺流程图与系统组态图设计 ..................................... 5 4.2 组态画面 ...................................................... 5 4.3 数据字典 ...................................................... 6 4.4 应用程序 ...................................................... 6 4.5 动画连接 ..................................... 错误！未定义书签。 总结 ............................................................. 12 参考文献......................................................... 12 附录A 单回路控制系统PID控制算法 ................................ 13 附录B PID控制算法流程图 ......................................... 13
1. 设计目的与要求
1.1 设计目的
通过组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快
较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制程序的液位单回路过程控制系统。 1.2 设计要求
(1) 根据液位单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。
(2) 根据液位单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。
(3) 根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。
(4) 运用组态软件，正确设计液位但回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。
(5) 提交包括上述内容的课程设计报告。
2. 系统结构设计
2.1 控制方案
整个过程控制系统由控制器、调节器、测量变送、被控对象组成。在本次控
制系统中控制器为计算机，采用算法为PID控制规律（见附录A和附录B），调节器为电磁阀，测量变送为HB、FT两个组成，被控对象为流量PV。结构组成如下图2.2所示。
当系统启动后，水泵开始抽水，通过管道将水送到上水箱，由HB返回信号，是否还需要抽水到水箱。若还需要（即水位过低），则通过电磁阀控制流量的大小，加大流量，从而使下水箱水位达到合适位置；若不需要（即水位过高或刚好
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合适），则通过电磁阀使流量保持或减小。其整个流程图如图2.1所示。
图2.1 液位单回路控制系统图
2.2 系统结构
过程控制系统由四大部分组成，分别为控制器、调节器、被控对象、测量变送。本次设计为流量回路控制，即为闭环控制系统，如下图2.2.
SP_PV1计算机控制器电动调节阀PV管道流量检测传感器
图2.2 液位单回路控制系统框图
3.过程仪表选择
3.1 液位传感器
液位传感器用来对上水箱液位的压力进行检测，采用工业的DBYG扩散硅压
力变送器，本变送器按标准的二线制传输，喜爱用高品质低耗精密器件，稳定性、可靠性大大提高。可方便的与其他DDZ—3X型仪表互换配置，并能直接替换进口同类仪表。校验的方法是通电预热15分钟后，分别在零压力和满程压力下检查输出电流值。在零压力下调整量程电位器，使输出电流为4mA，在满量程压力下调整量程电位器，使输出电流为20mA。本传感器精度为0.5级，因为为二线制，故工作时需串24V直流电源。压力传感器用来对上水位水箱和中水位水箱的压力
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