單容水箱PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告_第1頁
單容水箱PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告_第2頁
單容水箱PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告_第3頁
單容水箱PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告_第4頁
單容水箱PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告_第5頁
已閱讀5頁,還剩26頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、過程控制糸統(tǒng)設(shè)計(jì)賣習(xí)掖告 學(xué)院名稱:電子與信息工程學(xué)院 班級(jí)名稱:測(cè)控091 學(xué)生姓名:程喜 學(xué) 號(hào):120093107066 指導(dǎo)教師:張慶思 提交日期:2012年11月15日 過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)題目:?jiǎn)稳菟銹I控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)目的: 1、掌握液位傳感器的零點(diǎn)和增益調(diào)整方法。 2、掌握西門子200PLC PI控制程序的編寫方法。 3、掌握MCGS組態(tài)軟件的使用方法。 三、設(shè)計(jì)原理: 1 PID調(diào)節(jié)原理: PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)左性好、工作可靠、 調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。PID控制,實(shí)際中也有PI和PD控制。PID 控制器就是根據(jù)

2、系統(tǒng)的誤差,利用比例、積分、微分訃算出控制量進(jìn)行控制的。 比例(P)控制: 比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。 當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state error). 積分(I)控制: 在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制 系統(tǒng),如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差 系統(tǒng)(System with Steady-state Error)0為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“枳分 項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分,隨著時(shí)間的增加,積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣,即便誤差 很小

3、,積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大,它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步 減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。 微分(D)控制: 在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān) 系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于 存在有較大慣性組件(環(huán)右)或有滯后(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落 后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化超前,即在誤差接近零時(shí),抑 制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說,在控制器中僅引入比例”項(xiàng)往往是不夠的,比例項(xiàng) 的作用僅是放大誤差的幅值,

4、而目前需要增加的是“微分項(xiàng),它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì),這 樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負(fù)值,從 而避免了被控量的嚴(yán)重超涮。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象,比例+微分(PD)控制 器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。 PID控制器的參數(shù)整定: PID控制器的參數(shù)整泄是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確 左PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整圧的方法 很多,概括起來有兩大類:一是理論計(jì)算整左法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過理 論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的汁算數(shù)據(jù)未必可以直接用,還必須通過工程 實(shí)

5、際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整左方法,它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn),直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn) 中進(jìn)行,且方法簡(jiǎn)單、易于掌握,在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整左 方法,主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有英特點(diǎn),其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn),然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整龍。但無論采用哪一種方法所得到 的控制器參數(shù),都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善?,F(xiàn)在一般采用的是臨界比例 法。利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定。 PID參數(shù)整定步驟如下: 首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作;(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié),直到系統(tǒng) 對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩,記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界

6、振蕩周期;(3)在一左 的控制度下通過公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。 在實(shí)際凋試中,只能先大致設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值,然后根據(jù)調(diào)盯效果修改。 對(duì)于溫度系統(tǒng):P (%) 20-60,1 (分)3-10,D (分)0.5-3 對(duì)于流量系統(tǒng):P (%) 40 -100,1 (分)0.1-1 對(duì)于壓力系統(tǒng):P (%) 30-70,1 (分)0.4-3 對(duì)于液位系統(tǒng):P (%) 20-80,1 (分)1-5 參數(shù)整泄找最佳,從小到大順序查 先是比例后積分,最后再把微分加 曲線振蕩很頻繁,比例度盤要放大 曲線漂浮繞大灣,比例度盤往小扳 曲線偏離回復(fù)慢,積分時(shí)間往下降 曲線波動(dòng)周期長(zhǎng),積分時(shí)間再加長(zhǎng) 曲線振蕩頻率

7、快,先把微分降下來 動(dòng)差大來波動(dòng)慢。微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng) 理想曲線兩個(gè)波,前髙后低4比1 一看二調(diào)多分析,調(diào)石質(zhì)量不會(huì)低。 GK-O3 2、本次實(shí)習(xí)面板連接圖: GK-O2 37-MO nc 電忌 cm IMfi EO 四、實(shí)習(xí)內(nèi)容: 1、調(diào)整液位傳感器參數(shù),使其能夠準(zhǔn)確檢測(cè)水箱液位。 、調(diào)零點(diǎn):?jiǎn)?dòng)THKGK-1型試驗(yàn)臺(tái),查看液位顯示面板數(shù)值與實(shí)際零點(diǎn) 液位是否相同,如果不同則取下液位傳感器后蓋旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋鈕進(jìn)行調(diào)零。 (2).調(diào)增益:關(guān)閉上水箱出水閥同時(shí)向上水箱抽入一定量的水。待液位 穩(wěn)定后調(diào)整增益旋鈕,使液位顯示面板與實(shí)際液位相同即完成增益調(diào)零。 2.設(shè)計(jì)基于西門子200PLC的水箱液位PI控制

8、程序 、啟動(dòng)STEP 7-Micro/WIN SP3程序,首先進(jìn)行通信連接設(shè)置。正確設(shè)置 PG/PC接口類型(確保PLC處于運(yùn)行狀態(tài))。如下圖: (2)、待設(shè)置完成,雙擊刷新地址,待刷新完全部地址后,無錯(cuò)誤提示即 連接成功。 r STEP 7 Iicro/TIH單客木綺P丄榕制系統(tǒng)後計(jì) IPX 丈件疋)蹄合舟切?() vflia (D) T.Hdj窗帝助 也址 斗地: S: PLC類型: CPU 224 R EL 02 03 ifiiH 2 POPPI cabtlPFIJ 地址:0 I 燔益 10 PID0_0ulpt/ VD124 碰化A侗空嫡出廿51值 11 PIDO.SP VD120 掠

9、準(zhǔn)化換経給定值 12 e. PID0.FV VD116 砒化換程唾 13 PIDO.Icbk: VBI16 F1D 0的回陥表起多自地址 U 1 廉 5 2)倉看)押汕19寇希UH 1AII)扇口叩肋足 *珈療立(F ) 日踐 Nl cxgs. 實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件屬性設(shè)置,如下圖: eCGS組態(tài)幵境話酉組態(tài)實(shí)時(shí)曲線】 二丈H D疾坊2】召者衛(wèi)符訃IP 1-三場(chǎng)口業(yè)J怖創(chuàng)QP 副創(chuàng)刎題底I !_劉已軸汐睥_ I坐 實(shí)只曲線構(gòu)件尺件設(shè)置 lOO 75 50 25 實(shí)時(shí)裁位 基本,膚悝I標(biāo)注屆1生 畫筆席性|可見庚居性| 畫筆對(duì)應(yīng)的耘達(dá)式和屬性 曲線1: HD轍出TOO ? 曲線2: 11*200 曲線3

10、:卩時(shí)閻0200 曲線4: 1線型 ! 線型 二縊型 1境型 曲線6: |線型 |施查兇|確認(rèn)兇鬼消幫助 J n MM:SS 0 MM:SS 滬ss MM:SS;g中丄。邑會(huì)# 衛(wèi)開始 G f 花地翻8 (P:) 應(yīng)FICGSiS衣環(huán)國-. 日惹型 Nihom. .E I JS 0:21 歷史曲線窗口構(gòu)建設(shè)置。雙擊歷史曲線構(gòu)件后在數(shù)據(jù)來源選項(xiàng)中選擇之前建 立的數(shù)據(jù)組,然后切換到曲線標(biāo)識(shí)做如下圖設(shè)置完成歷史曲線設(shè)置。 置,首先勾選允許警報(bào)處理,并勾選上限警報(bào).下線警報(bào),并修改其警報(bào)值。 之后再警報(bào)記錄新建警報(bào)記錄構(gòu)件完成。如下圖: 至此完成數(shù)據(jù)連接。 (9)、環(huán)境系統(tǒng)運(yùn)行,點(diǎn)擊工具欄中的運(yùn)行系統(tǒng)

11、環(huán)境按鈕。進(jìn)入組態(tài)系統(tǒng)環(huán)境 控制界面(山于軟件問題流動(dòng)塊消失)。在運(yùn)行狀態(tài)下,可以通過修改相應(yīng)的 PID參數(shù)得到滿意的響應(yīng)曲線,同時(shí)可以瀏覽存盤數(shù)據(jù)、警報(bào)記錄、歷史曲 線等內(nèi)容。以下為部分截圖: 陽紹態(tài)工稈亟區(qū)I 單容水箱PI控制 -3* X Jl 4.UU 00 iiii 西輸入目標(biāo)液位: 枳井時(shí)時(shí) 比丙系數(shù)I 磋新值 磋新值 設(shè)定新值 轉(zhuǎn)抵樓式|出 I當(dāng)甫模式:| |豐動(dòng)| |毎制9式 WTOT 給定祓位值匕 設(shè)定新值 設(shè)定新值 I設(shè)定新值 單容水箱PI控制 輸入目標(biāo)液隹(cm) 1 2 3 1 5 - 確認(rèn) 6 7 8 9 0 一 CE 取消 Pto-*= 7 c f tr扛 *】23摩新 *本. 也 JV 1:15 0.00 PLC自動(dòng)模式下調(diào)節(jié): 國紹態(tài)工稈匚岡 單容水箱PI控制 :1 歷史曲線窗口: 數(shù)據(jù)存盤窗口: 內(nèi)組態(tài)工程口莎|玄| .毎自定義宙n 數(shù)據(jù)存盤 * 123 警報(bào)記錄窗口: 00 I5JSH.本 野截 m1:CH (10)、退出運(yùn)行環(huán)境,到這里已經(jīng)完成本次實(shí)習(xí)的全部?jī)?nèi)容。 五、實(shí)習(xí)總結(jié)與體會(huì): 通過本次實(shí)習(xí),我對(duì)PLC在實(shí)際的應(yīng)用有了更多的了解。將課本中的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐。 同時(shí)可以獨(dú)立編寫一些基本的PLC程序。用于實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的功能。對(duì)組態(tài)環(huán)境的軟件也有 一些認(rèn)識(shí),熟悉了一個(gè)完整地工程的建立與運(yùn)行的步驟。并能熟練地獨(dú)自完成本次實(shí)習(xí)的所 有內(nèi)容。

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論