基于mcgs的液位控制系统设计的开题报告

基于mcgs的液位控制系统设计的开题报告内容摘要：

PC 机三部分组 成。 该装置结合了当今工业现场过程控制的实际，是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、走动控制技术及现场总线技术为一体的多功能试验设备。 该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈 反馈控制，季后控制，比值控制，解耦控制等多种控制形式。 它即可作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可作为教师、研究生及科研人员对复杂控制系统、先进控制系统的研究提供一个物理模拟对象和实验平台。 三 、关键技术与解决方案 串联双容水箱在工业过程控制中应用非常广泛。 在 串联双容水箱水位的控制中，进水首先进人第一个水箱，然后通过第二个水箱流出，与一个水箱相比，由于增加了一个水箱，使得被控量的响应在时间上更落后一步，即存在容积延迟，从而导致更多课程设计、论文、毕业设计请访问： 该过程的难以控制。 串级控制是改善调节过程动态性能的有效方法，由于其超前的控制作用，可以大大克服系统的容积延迟。 采用两步整定法，通过 MCGS 组态软件对整定过程及曲线进行实时监控，直至达到主、副回路的最佳整定参数。 设计中通过实验方法测定被控对象上水箱和下水箱在输入阶跃信号后的液位响应曲线和相关参数。 使用 MATLAB软件对实验数据进行处 理。 （ 2）系统控制方案设计 本系统控制结构如图 2所示，出水箱 (下水箱 )液位具有较大的延迟，进水箱 (上水箱 )液位具有明显的导前作用，从而构成了以上水箱为副参数，下水箱为主参数的串级控制系统。 系统中的副回路可以很快的消除作用于内回路中的各种扰动，当有扰动 )(1 tn 作用于副对象 (上水箱 )时，副调节器能在扰动影响主控参数之前动作，及时克服进入副回路扰动；当扰动 )(2tn 作用于主对象 (下水箱 )时，由于副回路的存在也使系统的响应加快，消除扰动的影响，使主回路控制作用加强。 根据双容水箱液位系统的过程特性和数学模型，选择控制 器的控制规律如下：主调节器选择比例积分微分控制规律 (PID)，对下水箱液位进行调节；副调节器选择比例控制规律 (P)，对上水箱液位进行调节，并辅助主调节器对系统进行控制，整个回路构成双闭环负反馈系统 (如图 2)。 在双容水箱液位控制系统中，被控对象的液位变化是连续的，在远程数据采集系统中计算机利用的是离散的信号，所以要对模拟 PID控制器进行离散化处理。 PID P D/A 调节阀 上 水箱 下水箱 输出值 C )(2tn 监测与变送器 2 A/D 监测与变送器 1 A/D 给定值 R 图 2 串级控制系统框图 )(1 tn 更多课程设计、论文、毕业设计请访问： 四、系统完成的功能 以 THJ 一 2 高级过程控制实验装置为基础，采用串级 PID 控制方法设计建立了双容水箱的数学模型，构成了以上水箱液位为副参数、下水箱液位为主参数的液位串级控制系统，在组态软件 MCGS 中进行了实现，实验测试结果表明，系统实现了对过程参数的无稳态误差控制，具有良好的稳态性能和动态性能。 五、系统模块设计 系统硬件设计框图与元器件选择 实验设备包括： 1. THJ2型高级过程控制系统实验装置 2. 计算机、 MCGS工控组态软件、 RS232/485转换器 1只、串口线 1根 3. 万用表 1只 液位控制系统主要是基于 THJ－ 2 型远程数据采集过程控制装置。 系统的主要目的是。