基于plc的水位控制系統設計畢業設計-資料下載頁

【導讀】獨立進行的研究工作所取得的研究成果。設計（論文）中引用他人的。文獻、數據、圖件、資料，均已在設計（論文）中特別加以標注引用，對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中。以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔。文）的復印件和電子版，允許設計（論文）被查閱和借閱。匯編畢業設計（論文）。成為各國研究能源利用技術的主要課題。隨著生產工藝的改進和采用有效的節能。中、低溫余熱和固體顯熱的余熱未得到經濟而有效地回收利用。的利用資源和減少能源浪費，因此，余熱鍋爐產生了并高速發展。這樣使整個系統適應能力更強，抗干擾能力和魯棒性更好，保證。因此，設計出更精準、更靈活的水位控制系統是非常必要的。

　　

【正文】 能 控制系統主程序主要完成系統啟動時對各種參數進行初始化，即對系統進行校正，對各種變量進行定義，完成對整個控制軟件進行管理，從上位機獲得原始數據，修正變量，定義輸出等。由于本系統軟件包含了子程序，所以在主程序中包含了一系列轉移指令，這些指令使主程序 分別轉向到不同的子程序。 主程序框圖 圖 8 主程序框圖 主程序完成系統的啟動白檢、應用程序初始化的功能。系統啟動上電 PLC自檢完成后，對系統硬件進行檢查，如有故障，采取報警、禁止啟動或者系統停車等措施。如果沒有硬件故障，而且是從停止狀態開始的一次啟動，則初始化系統參數，從上位機讀取原始數據，給外部輸出設備賦初值，然后轉入改進三沖量控制，通過采用獲得的系統過程參數，確定控制規律。在控制規律的執行中，調 用控制器計算子程序計算輸出。如果不是啟動，則跳過初始化子程序循環執行。 改 進三沖量控 制子程序 改進三沖量控制予程序框圖如圖所示。程序說明如下： ， PICD 回路為鍋筒壓力調節回路， PVD 為蒸汽流量調節閥。 ，鍋筒壓力設定需要跟隨溫度變化曲線。本系統采用了浮動設定的辦法，其具體思路如下： （ 1）在升溫過程中，首先根據鍋筒的設計參數確定一個基準值 SPh，本文所述的 14 噸鍋爐的設計壓力是 30kg，根據經驗設定 20kg 為升溫時蒸汽流量調節閥的開啟壓力，當鍋筒壓力達到 20kg，調節閥開始動作，直至閥門全開，然后跳入 b 過程。 （ 2）在降溫過程中，首先要根據穩定工況時鍋筒 的壓力設定一個閥值，閥值的設定方法是： SPs=PV— K1 式中 SPs 為壓力設定值 PV 為閥門全開時鍋筒壓力 K1 為設定差值 當鍋筒壓力開始下降時，蒸汽流量調節閥便能及時動作，減緩鍋筒壓力的變化速度，達到消除假水位的目的；當鍋筒壓力下降，調節閥開始關斷時，設定值維持最高值，不再進行變化；當鍋筒壓力持續下降到基準值 SPh 時，將基準值作為壓力回路的沒定。 STEP1 中調用了 FUZZY/模糊自適應 PID 控制模塊。 4. 在 STEP1中的三沖量控制和單沖量控制是根據蒸汽流量調節閥 PVD的閥位反饋作為判斷條件 。 5. 框圖中的單回路都采用標準 PID— IND 算法，即比例增益不加在微分、積分增益上。 6. 控制規律界面的主要功能是實現 SPs、 PV、 K1 三個過程參數的記錄和設定，保證系統工作狀態下手動設定的有效。 圖 9 改進三沖量控制子程序框圖 并聯 FUZZY/模糊自適應 PID 子程序 并聯 FUZZY/模糊自適應 PID 子程序框圖和上位機控制算法模塊界面如圖10 所示。程序說明如下： 余熱鍋爐水位具有大慣性大滯后的特點，采用常規 PID 控制器進行調節會存在較大的超調，需對 PID 控制算法 進行改進，并聯 FUZZY 控制器。引入如下控制規則： IF |e（ k） |≤ em Then [uc=uF] Else [uC=uPID] 其巾 em 是根據實際工藝情況設定的閥值 ,uc 是控制器的實際輸出 ,upid 是 PID控制器的計算輸出 ,uF 是并聯 FUZZY 控制器的輸出。 PID控制程序通過上位機監控軟件中的 FUZZY指令完成 ,計算結果通過 Ether 賦值到下位機寄存器中 ,進行 PID 運算。 3. 并聯 FUZZY 控制器控制程序，在 PLC 中通過查表完成。 算法界面的功能是對模糊控制器進行在線監控，并且允許在線手動修改參數查詢表。 圖 10 并聯 FUZZY/模糊自適應 PID 子程序 框圖 結論及展望 近年來，小型 PLC 控制系統在我國鍋爐控制領域得到廣泛使用，這為先進控制策略的應用創造了良好外部條件。但是由于 PLC 控制系統中普遍采用與模擬控制器并無本質差別的 PID 作為控制策略，對于某些特殊鍋爐的控制回路（如本文所述的小型余熱鍋爐控制系統等）來說已不能滿足要求，無法投入自動或難以達到滿意的控制效果。因此，由先進的智 能化控制策略取代傳統的常規控制己成為 PLC 控制系統發展的必然趨勢。本文所述的小型余熱鍋迫切需要一種先進的控制策略，在不改變系統硬件結構的前提下，利用 PLC 系統提供的強大功能以取得更好的性能，來滿足生產過程對熱工自動控制不斷提出的越來越高的要求。 本論文緊密結合某銅熔煉生產系統余熱鍋爐的生產情況，以解決現場實際運行中存在的控制問題為出發點，從余熱鍋爐熱工系統普遍存在的大時滯、特性時變特點出發，力圖解決大滯后、大慣性對象控制系統品質差，這一長期困擾生產企業的難題，并進行了一些探索工作，歸納如下： 對鍋筒水位和相關通道擾動特性的分析，提出了改進三沖量串級控制規律。該控制規律增加了鍋筒壓力為新的控制量，通過調節蒸汽流量達到部分消除因為煙氣溫度、流量不穩定對鍋筒水位造成的影響，并且取得良好的效果。 PID 控制算法的基礎上提出了一種并聯 Fuzzy/模糊自適應 PID 控制算法。系統在擾動較小的情況下，控制器采用模糊自適應 PID 控制策略；系統在發生較大擾動時，通過附加的并聯 Fuzzy 控制器施加較強的控制作用，以增強系統的抗干擾能力。 PLC 控制系統中，開發了融于 PLC 控制系統 的模糊控制軟件，并實際應用于余熱鍋爐控制系統中，取得了良好的控制效果。在不增加硬件投資的情況下，提供了一個在 PLC 控制系統中應用先進智能控制策略取代傳統常規控制的思路。 參考文獻 [1] 郁漢琪 .電氣控制與可編程序控制器應用技術 [M]. 東南大學出版社 , 20xx. [2] 陳琳 .110T 銅轉爐生產過程余熱鍋爐水位控制系統 [D]. 中南大學 , 20xx. [3] 趙明 .工廠電氣控制設備 .機械工業出版社， 1999. [4] 郭宗仁 .可編程序控制器應用系統設計及通信網絡技術 .人民郵電出版社， 20xx. [5] 楊再成 .國外余熱鍋爐簡介 (兩則） [J]. 維普資訊 [6] 徐秀良 .試論余熱鍋爐的發展前景 [J]. 工程技術 , 20xx 年 (第 962 期 ). [7] 黃廣權 ,田和平 .余熱鍋爐控制系統設計 [J]. 企業科技與發展 , 20xx 年(第 8期 ). [8] 周飛 ,王福忠 .余熱鍋爐水位模糊自適應控制系統設計 [J].煤礦機電 ,20xx 年 (第 6 期 ). [9] 姜健 .余熱鍋爐發展綜述 [J]. 工程技術 ,20xx(第 930 期 ). [10]石鋒 .淺析余熱鍋爐的節能改造革新技術 [J].中國化工貿易 ,20xx 年 10月 (第 10 期 ). [11]趙永剛 ,房長春 .淺談給水全程自動控制的策略及方法 [J].自動化技術與應用 ,20xx 年 (第 32卷第 1期 ). [12]Matsushita Electric Works Ltd, Automation Control Group. FPO programming manual [EB/OL]. (20xx1005)[20xx0910]. [13]Hugh F VanLandingham,Nishith D Tripathi Knowledge based Adap tive Fuzzy Control of Drum Level in a Boiler System[C].,FL:Southcon/96, 459 [14]Richalet J,Rault A,Testud J L,et predictive heuristic control: application to industrial processes. Automatica . 1978 [15]Man Gyun pid controller using a model predictive control method for the steam generator water level. IEEE Transctions on Nuclear Science . 20xx [16]Takashi Ii jima,Yoshiaki Nakajima,Yasushi of Fuzzy logic control system for reactor feedwater control. Fuzzy Sets and Systems . 1995