过程控制仪表课程设计报告--基于at89c52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现

过程控制仪表课程设计报告--基于at89c52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现内容摘要：

1) { buf[2]=buf[1]。 delay1ms(100)。 buf[1]=buf[0]。 delay1ms(100)。 buf[0]= press。 delay1ms(100)。 sc=buf[2]*100+buf[1]*10+buf[0]。 } } /***************PID 服务程序 *************/ void PID( ) { double e0,e1,e2。 uchar du,out1。 uchar kp=10, kd=0,ki=0。 // ts=1。 e0=e1。 e1=e2。 e2=(scuuu)。 //设定值 采集量 if(e2=0) { direction=1。 //设定值 采集量 0,电机正转 if(e2=20) //测得偏差值与设定 偏差值进行比较，若不在设定范围内则满功率运转。 {TR0=0。 PWM=1。 } else { du=kp*e2。 //(e2e1)+ki*e2+kd*(e22*e1+e0)。 // PID 算法 out1=du。 //+out0。 TR0=1。 //若到达设定范围则调用 PID 程序 } } else if(e20) { direction=0。 //设定值 采集量 0,电机反转 if(e220) //测得偏差值与设定偏差值进行比较，若不在设定范围内则满功率反转。 {TR0=0。 PWM=1。 } else { du=10*e2。 //(e2e1)+ki*e2+kd*(e22*e1+e0)。 // PID 算法 out1=du。 //+out0。 TR0=1。 //若到达设定范围则调用 PID 程序 . } } out0=out1。 } /*********************PWM 输出程序 *********************/ /*********************************************************/ // 定时器 0 中断服务程序 . /*********************************************************/ void timer0() interrupt 1 { TR0=0。 TH0=0xff。 TL0=0xdb。 TH1=0xffout0。 //初值等于模数减去计数个数 TR1=1。 PWM=1。 //启动输出 } /*********************************************************/ // 定时器 1 中断服务程序 /*********************************************************/ void timer1() interrupt 3 { TR1=0。 PWM=0。 //结束输出 TR0=1。 } /***************主函数 **************************/ main() //主程序 { TMOD=0x21。 //0b0010 0001 timer0 模式 1（ 16 位） timer1 自动重装载 TH0=0xfc。 //1ms 延时常数 12M TL0=0x18。 //频率调节 TH1=0x7f。 //高电平时间调节 TL1=0。 EA=1。 ET0=1。 ET1=1。 while(1) {if(sw==1) {AD_val()。 //调用 TCL549 采集处理 display(uuu)。 } else {KB_Scan1()。 display(sc)。 } PID()。 } } 目 录 第一章 过程控制仪表课程设计的目的意义 ......................... 1 设计目的 ....................................................1 课程在教学计划中的地位和作用 ................................... 1 第二章 流量控制系统 （实验部分） ................................. 2 控制系统工艺流程 ............................................2 控制系统的控制要求 ..........................................3 系统的实验调试 .............................................. 4 第三章 HPF 脱硫工艺流程及控制要求 ................................. 6 控制 系统工艺流程 ................................................ 6 设计内容及要求 .................................................. 7 第四章 总体设计方案 .................................................. 8 设计思想 ......................................................... 8 总体设计流程图 ..............................................8 硬件设计概要 ................................................8 硬件选型 ......................................................... 9 硬件 电路设计系统 原理图及其说明 ................................ 15 第五章 软件设计 ..................................................... 17 软件设 计流程图及其说明 ......................................... 17 第六章 系统调试中遇到的问题及解决方法 ........................ 20 第七章 收获、体会 .................................................. 23 附录 1 源程序及其说明 .............................................. 24 参考文献 ............................................................... 37 第一章 微控制器应用系统综合设计的目的意义 实验目的 本课程设计的目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。 课程设计的主要任务是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统，使学生将理论与实践有机地结合起来，有效的巩 固与提高理论教学效果。 课程设计在教学计划中的地位和作用 本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用，使学生 加深对过去已修课程的理解 ， 用本课程所学的基本理论和方法，运用计算机 控制 技术，解决 过程控制 领域的实际问题 ， 为学生今后从事 过程控制 领域的工作打下基础。 因此本课程在教学计划中具有重要的地位和作用。 第二章 流量控制系统 （实验部分） 控制系统工 艺流程 说明： FT 为流量变送器， FC 为智能调节器， VL 为电动阀， SSR 为固态继电器控制输出， Q 表示流量。 图 同。 M FC1 FT1 VL1 Q1 电加热器 M SSR 图 内容器单闭环流量控制系统工艺流程图 给定量 Qs 偏差 Qi 调节器 D/A 电子阀 流量对象内容器 扰动 f 流量变送器 无纸记录仪 A/D 反馈 Qf + 图 内容器单闭环流量控制系统方块流程图 PID 智能调节器 被控制量 Q1 给定量 Qs 偏差 Qi 调节器 FC1 调节阀 VL1 流量对象内容器 流量检测及变送器 FT1 反馈 Qf + Q1 乘法器 K 调节器 FC2 调节阀 VL2 流量对象 夹套 Q2 流量检测及变送器 FT1 + 图 双闭环比值控制方块流程图 M FC1 FT1 VL1 Q1 电加热器 M SSR 图 双闭环比值控制工艺流程图 FT2 FC2 K Q2 控制系统的控制要求 单闭环控制 要求给定流量范围为 0~400L/h，流量从 200L/h 稳态向 300L/h 稳态过渡的调节时 间不超过 100s，超调量不超过 5%，稳态误差不超过177。 5%. 双闭环比值控制 主回路（图 中 FC1 调节的回路）要求如单闭环控制要求，副回路（ FC2调节的回路）的比值 K 可在流量范围内实现 ~ 的比例控制，具体情况分为 ①主回路 Q1 稳定，改变比值 K：副回路的调节时间不超过 100S，超调量不超过5%，稳态误差不超过177。 5% ②比值 K 确定，主回路 Q1随给定 Qs 改变：在 Q1稳定在给定 Qs后，副回路调节时间不超过 50s，超调量不超过 5%，稳态误差不超过177。 5% 系统的实验调试 单闭环流量控制 ①在实验面板上接好线，确认无误后打开实验机柜电源和水泵开关； ②将智能调节器 FC1 设置为单路输入内给定、人工模糊自整定 PID 调节方式； ③调节 PID 参数： 积分分离值为 0， 先使积分时间 TI为一较大值，微分时间 TD为 0；调节比例带 P，使流量 Q1 能稳定到给定值附近，且过渡时间不太大、超调量满足工艺要求；再调节积分时间 TI，使流量 Q1的稳态误差减小以满足工艺要求。 若此时过渡时间也能达到工艺要求，则可以不要微分作用，若不能满足则慢慢增加微分时间 TD，使调节时间减小以满足工艺要求。 说明：在调 节比例带 P 使流量能稳定到给定值附近后，主要需解决的是减少稳态误差（减小 TI）、减少超调量（增加比例带 P或积分时间 TI）和减少过渡时间（增加微分时间 TD 或减小积分时间 TI）， P、 TI、 TD这 3个参数主要需调节的是 P和 TI，观察无纸记录仪的响应曲线，多试几组参数，使流量控制达到工艺要求。 双闭环比值控制 ①在 中单闭环流量控制已满足工艺要求的前提下，将其做为主回路，不需再改动其参数。 ②将调节器 FC2 设置为双路输入外给定、人工模糊自整定 PID 调节方式。 ③将比值器设置为加法方式，比例系数 A=（ ~ 均可）， B=0。 ④ Q1 稳定后，副回路的给定也就一定了。 调节 PID 参数（调节方法如单闭环控制），给调节器 FC2 选择合适的 PID值以满足工艺要求。 特别说明：以上两个实验的调试问题在第七章详细讲述，此处只说明步骤。 第三章 HPF 脱硫工艺流程及控制要求 控制 系统工艺流程 HPF 法脱硫是国内新开发的技术 ,它是以氨为碱源液相催化氧化脱硫新工艺 ,采用的催化剂 HPF 是一种复合催化剂 ,它对脱硫和再生过程均有催化作用。 所产废液完全可以回兑到炼焦 煤中 ,从而大大简化了工艺流程。 脱硫、脱氰效率较高 ,一般可达到塔后煤气含 H2S≤ 100mg/m3，含 HCN≤ 300mg/m3。 HPF 法脱硫的工艺流程是 :鼓风机后的煤气进入预冷塔与塔顶喷洒的冷却水逆向接触 ,被冷却为。