内容发布更新时间 : 2024/5/11 17:20:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

内蒙古科技大学信息工程学院测控专业毕业实习报告 题目:基于计算机的单容水箱液位控制系统 学生姓名: 学号:

专业:测控技术与仪器 班级:测控09-1班 指导教师:李文涛教授 引言

工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计算机、机器视觉等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化技术的助产士。正是由于工业革命的需要,自动化技术才冲破了卵壳,得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促进了工业的进步,如今自动化技术已经被广泛的应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域,成为提高劳动生产率的主要手段。

本文介绍了组态王6.51软件的组成及应用, 数据输入PCI1710板卡与数据输出PCI1720板卡、JYB-G型压力变送器的计算机控制实验装置, 此次设计采用增量型PI算法控制水箱液位,使水箱液位的高度稳定在给定值。本文论述了基于组态王的单容水箱液位控制系统的原理,该设计由水箱、JYB-G型压力变送器、研华PCI1710输入与PCI1720输出板卡、电动调节阀以及组态王6.51软件组成的控制系统,进行了单容水箱对象特性的测试,从而求得其数学模型,并利用MATLAB软件进行了控制系统的仿真及分析。本设计通过安装在水箱底部的JYB-G 型压力变送器测量液位,PCI板卡接收来自压力变送器的测量信号以及输出送给调节器的控制信号,电动调节阀为执行器接收来自计算机的控制信号改变阀门的开度,改变进水量。

用组态软件设计了一个很好的人机交互界面,通过该界面,我们可以实现启动、监控、设置PID参数、报警、历史及实时曲线的读取。运用计算机实现工业自动的虽然成本较高,但可以大大减少运用员工的成本以及对员工产生的意外事故。综上所述,本系统可以应用与实际生产中。虽然有些地方还不够完善,但我们会继续努力,在日后将其完善。

第一章单容水箱液位控制系统概述 1.单容水箱液位控制系统的组成

基于计算机的单容水箱液位的控制系统是一个简单的单闭环控制系统,该系统由水箱、JYB-G型压力变送器、研华PCI1710输入与PCI1720输出板卡、电动调节阀以及计算机等组成其结构图如图1.1所示。

图1.1 单容水箱液位控制系统结构图 2.单容水箱液位控制系统原理

单容水箱控制系统中阀门3保持一个开度不变,当水箱液位实际值PV小于给定值SV时,通过计算机进行PID运算之后,把控制信号送给电动执行器,使其阀门开度增大,从而使水箱液位上升;当水箱液位实际值PV大于给定值SV 时,通过计算机进

行PID运算之后,把控制信号送给电动执行器,使其阀门开度减小,从而使水箱液位下降;当水箱液位实际值PV等于给定值SV时,则执行器保持一定的阀门开度不变,此时进水速度等于出水速度。

单容水箱控制系统采用典型的简单负反馈控制回路, 通过压力变送器将水箱液位转换为电压信号(1—5V,我们串联一个精密的250Ω精密电阻将(1—5V电压信号转换成(4—20mA电流信号传给PCI1710输入板卡, 经采集卡A /D 转换后送入PC机中,与给定值进行比较得出偏差值, 这些偏差值经过PID 算法处理后得到一个输出指令,PC机输出的控制信号给PCI1720输出采集卡,经过D /A还原成电压信号,将电压信号经过V / I转换,通过电流信号调节电

动调节阀的阀门开度, 从而改变进水流量, 以实现对水箱液位的控制。其数据采集框图与工作原理框图如图1.2和1.3所示。

图1.2数据采集框图

图1.3 工作原理框图 第二章硬件介绍 2.1 变送器选型