组态pid单容水箱液位控制

组态pid单容水箱液位控制组态pid单容水箱液位控制过程控制课程设计报告题目:基于组态王软件单容水箱液位控制姓名:李洪任学号:xxx 指导老师:xxx 二0一0年十二月五日 1.设计目的 (1)认识组态王软件的基本功能，熟悉和掌握组态王软件的基本使用方法。 (2)进一步复习过程控制知识，加深对过程控制系统基本原理的理解。 (3)培养运用组态王软件设计过程控制系统的能力。 2.控制要求 (1)能根据选择的设计系统确定控制对象，选择合理的控制方案，本课程实际选择单回路的PID控制。 (2)能运用组态软件，正确设计过...

组态pid单容水箱液位控制过程控制课程设计报告题目:基于组态王软件单容水箱液位控制姓名:李洪任学号:xxx 指导老师:xxx 二0一0年十二月五日 1.设计目的 (1)认识组态王软件的基本功能，熟悉和掌握组态王软件的基本使用方法。 (2)进一步复习过程控制知识，加深对过程控制系统基本原理的理解。 (3)培养运用组态王软件设计过程控制系统的能力。 2.控制要求 (1)能根据选择的设计系统确定控制对象，选择合理的控制方案，本课程实际选择单回路的PID控制。 (2)能运用组态软件，正确设计过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。 3.系统组态设计 3.1新建工程打开组态王软件，点击新建工程按钮进入新建工程向导。按照向导说明建立新的工程。 3.2设备配置在组态界面中选择新建的工程，双击进入组态王工程浏览器;选择工程目录区的设备中的COM1，双击右边的新建按钮进入设备配置向导，选择PLC?亚控?仿真PLC?COM,单击下一步，为配置设备取名PLC1，单击下一步。选择设备串口COM1,一直单击下一步完成设备配置。 3.3新建画面选择工程目录区的画面，双击新建后进入组态王开发系统，如图1 图1 为新建画面命名:单容水箱液位控制，选择画面风格“大小可变”和“覆盖式”。单击确定后进入开发系统新画面进行设计如图2。点击工具栏中的“打开图库”，单击反应器，选择需要的图素。双击该图素到绘图区，在单击放下该图素。用同样方法可以选择管道、阀门、泵等组合成一幅完整的画面;选择工具箱的“文本”后可以在画面中添加文本，选择添加的文本，单击工具箱中的“字体”可以改变文本的格式;选择工具箱中的“显示调色板”可以对文本和图形进行颜色编辑。通过以上步骤绘制完整的控制系统监控图，如图3所示图2 图3 3.4数据词典根据选择的系统分析被控对象涉及的各个变量，在组态王软件的数据词典中建立这些变量和所需的中间变量，已备动画连接和编程使用。建立的数据词典如图4 图4 3.5动画连接 3.5.1水箱液位，储水箱液位的动画连接:双击图素，进入动画连接设置界面。点击“,”，进入数据词典。选择水箱液位后确定。同理，可以用同样的方法对储水箱液位进行动画连接。 3.5.2管道的动画连接:双击管道，进入动画连接设置。选择流动按钮，填入流动条件，如图5 图4 图5 3.5.3阀的动画连接:双击阀门，进入阀门动画连接界面，点击“,”，进入数据词典。选择阀门后确定。 3.5.4输入输出显示动画连接:双击画面中的“####”(如液位后的####)。选择模拟值输出按钮，点击“,”选择水箱液位变量，设置输出值的位数和位置后确定。如图6 图6 用同样的方法可以对Kp、Ti、Td、Sp、Uk、Pv后的”####”,进行动画连接。 3.5.5水箱液位指示的动画连接:双击画面上的红圈，选择隐藏按钮，设定隐藏条件后确定，如图7。再选择闪烁按钮，设定相同的闪烁条件即可。双击文本“液位过高”，选择隐藏按钮，设定和上面相同的条件后确定。用同样的方法对绿圈，“液位正常”、黄圈，“液位过低”进行相应的设定，完成后将圆圈叠放在一起，文本叠放在一起。图7 3.5.6开始按钮的动画连接:双击开始按钮图素进入按钮动画连接窗口，选择“按下时”，弹出命名语言窗口，在窗口中写入命令语言后确定，完成开始按钮动画连接。如图8 3.5.7实时曲线按钮的动画连接:双击该按钮图素进入按钮动画连接窗口，选择“按下时”，弹出命名语言窗口，在窗口中写入命令showpicture(“实时趋势曲线”)，然后确定。如图9 图8 图9 4.系统控制方案对于一个简单的单容水箱的液位控制，因为系统只有一个液位变量，只需要简单的单回路控制即可。而在实际的工业控制中多采用PID控制规律，PID算法实现简单，控制效果好，系统稳定性好,参数易于调整，在长期的应用中积累了丰富的经验。所以本设计也采用PID控制。 PID控制特点:(1)技术成熟;PID调节是连续系统理论中技术最成熟、应用最广泛的控制方法，它的结构灵活，不仅可实现常规的PID调节，而且还可根据系统的要求，采用PI、PD、带死区的PID控制等;(2)不需求出系统的数学模型;(3)控制效果好。虽然计算机控制是非连续的，但由于计算机的运算速度越来越快，因此用数字PID完全可代替模拟调节器，并且能得到比较满意的效果。 5.PID控制 5.1单闭环PID控制框图 U(t) e(t) y(t) r(t) 调节器调节阀水箱液位 —z(t) — 液位变送器单容水箱单回路控制框图 5.2PID控制算法流程取Sp、水箱液位 Pv形成偏差ek0 输出uk 取Ti、(ek0-ek1) 做乘法得a 数据传送取Kp、ek0做乘法 Pv+uk?Pv 得b 数据传送ek0?ek1 取Td、(ek0+ek2- ek1?ek2 2*ek1)做乘法得c 做a+b+c得到uk 结束 5.3PID控制程序 \\本站点\Ti=8; \\本站点\Kp=15; \\本站点\Td=10; if(\\本站点\阀==1) {\\本站点\ek0=\\本站点\Sp-\\本站点\水箱液位; \\本站点\微分液位差=\\本站点\ek0+\\本站点\ek2-2*\\本站点\ek1; \\本站点\Uk=(\\本站点\Ti*(\\本站点\ek0-\\本站点\ek1)+\\本站点\Kp*\\本站点 \ek0+\\本站点\Td*\\本站点\微分液位差)/500; \\本站点\水箱液位=\\本站点\水箱液位+\\本站点\Uk; \\本站点\液位传递值=\\本站点\ek1; \\本站点\ek1=\\本站点\ek0; \\本站点\ek2=\\本站点\液位传递值; \\本站点\储水箱液位=200-\\本站点\水箱液位; } 6.系统运行画面及实时趋势曲线总结经过一个多星期的努力，终于结束了课程设计,学会了好多东西。尤其是对组态王软件的认识与了解与应用,组态王是一种功能强大的软件，因此在短时间内要学好这个软件不太实际，所以在设计中的不足之处还望老师谅解。通过这次课程设计，我学会了如何用组态软件设计一个简单的过程控制系统，掌握了基本的设计步骤。一般情况下，都要经过以下几个步骤:认知被控对象、设计控制方案、选择控制规律、设计系统流程图和组态图、设计组态画面、设计数据词典等，直到最后的动画链接成功，并达到控制要求。经过以上步骤，我对整个过程控制系统的设计有了很深的体会，同时复习巩固了过程控制理论知识，也学会了很多与设计相关的知识。

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