基于组态软件的流量比值过程控制系统设计 - 图文

工业过程控制

课程设计

题 目: 基于组态软件的流量比值过程控制系统设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 自动化F0904 学生姓名： 吴煊庆 学 号： 200928040848 指导教师： 郑维 设计地点： 31-517 设计时间： 2011.6.25～2011.7.1

设计成绩： 指导教师： 本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。

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工业过程控制课程设计任务书之七

学生姓名 题 目 课题性质 指导教师 吴煊庆 专业班级 自动化F0904 学号 200948280408 基于组态软件的流量比值过程控制系统设计 工程设计 郑维 通过某种组态软件，结合实验室已有设备，按照定值系统的控制课题来源 自拟题目 主要内容 要求，根据较快较稳的性能要求，采用单闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的双容液位单回路过程控制系统。 1. 根据双容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. 根据双容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。 任务要求 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，正确设计双容液位单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。 [1] 组态王软件及其说明文件 主要参 考资料 [2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000 [3] 过程控制教材 [4] 辅导资料 指导教师签字： 审查意见 年 月 日

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目 录

1 绪论.............................................................. 1 2 设计目的与要求.................................................... 2

2.1 设计目的 .................................................... 2 2.2 控制要求 .................................................... 2 3.系统结构设计...................................................... 2

3.1 控制方案 .................................................... 2 4 过程仪表选择...................................................... 5

4.1 流量检测传感器 .............................................. 5 4.2 电动调节阀 .................................................. 6 4.3 过程模块 .................................................... 6 4.4变频器....................................................... 6 5 系统组态设计...................................................... 7

5.1 组态图 ...................................................... 7 5.2 组态画面 .................................................... 8 5.3 数据字典 ................................................... 10 5.4 应用程序 ................................................... 11 5.5 动画连接 ................................................... 14 6 结论............................................................. 14

II

摘 要

单闭环比值控制系统是在开环比值控制系统上增加对副物料的闭环控制回路，用以实现主、副物料的比值保持不变该控制系统能保证主、副物料的流量比值不变，同时，系统结构简单，因此在工业生产过程自动化中应用较广。此文主要讲的是强碱氢氧化钠的单闭环流量控制法。

关键字：单闭环比值控制系统

设计 主 副物料 III

工业生产过程 1 绪论

在工业生产过程当中，有很多是要求两种或多种物料成一定比例关系，一旦比例失调，会影响生产的正常进行，影响产品质量，浪费原料，消耗动力，造成环境污染，甚至产生生产事故，所以严格控制其比例，对于安全生产来说是十分重要的。

特别是在产品生产中，经常需要两种或两种以上的物料按一定比例混合或进行生产，如果比例失调，轻则造成产品质量不合格，重则会造成生产事故或发生人身伤害，给企业带来较大的损失。

实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统.由于过程工业中大部分物料都是以气态,液态或混合的流体状态在密闭管道,容器中进行能量传递与物质交换,所以保持两种或几种物料的比例实际上是保持两种或几种物料的流量比例关系,因此比值控制系统一般是指流量比值控制系统.

在需要保持比值关系的两种物料中,必有一种物料处于主导地位,这种物料称之为主物料,表征这种物料的参数称之为主动量。由于在生产过程控制中主要是流量比值控制系统,所以主动量也称为主流量,用Q1表示；而另一种物料按主物料进行配比,在控制过程中随主物料而变化；因此称为从物料,表征其特性的参数称为从动量或副流量,用Q2表示。一般情况下,总是把生产中主要物料定为主物料。在有些场合,以不可控物料定为主物料,用改变可控物料即从物料来实现它们之间的比值关系。比值控制系统就是要实现副流量Q2与主流量Q1成一定比值关系,满足如下关系式:K=Q2/Q1，式中K为副流量与主流量的流量比值。

本课程设计主要针对工业上优质氢氧化钠的生产，介绍的是一种单闭环流量比值控制系统，利用该系统，利用单闭环比值随动控制实现氢氧化钠生产中氧化铜溶液的自动配料。通过检测在硫酸钠溶液中按一定比例自动连续地掺加氧化铜溶液的多少。利用单闭环比值控制的方式可以实现氧化铜溶液与硫酸钠溶液比例的恒定，达到了提高氢氧化钠质量的目的,同时生产生成的硫化铜经过焙烧氧化后可以循环利用。由此得到合格的产品和安全的生产过程。经实验和实践运行，证明该系统具有结构简单、稳态误差小、控制精度高等优点。

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