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某过程控制实验装置升级改造

发布时间:2018-05-09 15:25

  本文选题:升级改造 + 组态王 ; 参考:《内蒙古大学》2017年硕士论文


【摘要】:本课题来源于实验室的实验装置,实验室购买的实验装置存在一些不足之处,为了更好的进行实验教学,提高学生的实践能力,依据现有的实验资源,进行改造。这次共改造了 5台实验装置。实验装置有三种控制方式:直接数字控制系统,PLC控制系统和集散控制系统(DDC,PCS,DCS),目前本科生教学选择DDC控制方式来做实验。而装置自带的实验软件没有源代码,学生无法看到程序以及控制实验的过程,只能按照软件界面上的内容操作实验,降低了学生的动手能力。实验装置中调节阀实时开度反馈值没有采集到控制系统,为了完善实验系统,提高控制精度和可靠性,本次改造购买了模拟量采集模块,经过布线、调试,以及部分PID实验改造前后性能对比,完成了本次实验设备改造。论文以实验装置为主对象,从硬件、软件、算法、测试、对比四方面入手,对实验装置进行改造。论文主要的研究内容如下:1.对某实验装置进行了详细的研究,分析装置的硬件组成部分、系统的总体结构、系统检测机构、执行机构、辅助系统以及实验装置控制系统。提出了实验装置的改造方案。2.分析了改造前硬件的不足,研究了 DDC直接控制系统以及改造后的DDC系统,然后对电动调节阀进行原理分析、布线以及调试,其次新加一个模拟量模块,最后对改造后的模块进行了参数的设置以及调试。3.设计了组态界面和算法。首先分析了改造之前软件的不足,其次设计了组态实验界面以及PID控制器,接着设计了 PID算法以及单容水箱液位PID算法的设计,紧接着设计了串级PID算法,然后对PID整定方法进行了对比,选择了适合本实验系统的整定方法以及整定步骤。最后设计了加入电动调节阀实际开度值后的算法。4.首先对的组态实验界面进行通讯测试,接着对调节阀控制输出与实际开度反馈值的跟踪情况分析,紧接着对加入微调的PID实验的6种情况进行了多组测试,然后进行了双容PID的实验测试及验证,主要对5个性能指标进行了实验验证。最后对串级PID进行了测试以及验证。通过加入微调的PID和未加入微调的PID进行实验对比。
[Abstract]:This topic comes from the laboratory experimental device, the laboratory purchased experimental device has some shortcomings, in order to better carry out experimental teaching, improve students' practical ability, according to the existing experimental resources, reform. A total of five experimental devices were modified this time. There are three kinds of control methods in the experimental device: direct digital control system and distributed control system. At present, undergraduate students choose DDC control mode to do the experiment. But the experimental software has no source code, students can not see the program and control the process of the experiment, they can only operate the experiment according to the contents of the software interface, which reduces the students' practical ability. In order to improve the experimental system and improve the control accuracy and reliability, the analog sampling module was purchased in the experiment device, which was wired and debugged, in order to improve the experimental system and improve the accuracy and reliability of the control system. And part of the PID experiment before and after the performance comparison, completed this experiment equipment transformation. In this paper, the experimental device is reformed from four aspects: hardware, software, algorithm, test and contrast. The main contents of this paper are as follows: 1. The hardware components of the device, the overall structure of the system, the system detection mechanism, the executive mechanism, the auxiliary system and the control system of the experimental device are analyzed in detail. The modification scheme of the experimental device is put forward. The shortage of hardware before revamping is analyzed, the DDC direct control system and the modified DDC system are studied, then the principle analysis, wiring and debugging of the electric regulating valve are carried out, and a new analog module is added. Finally, the parameter setting and debugging. 3. Configuration interface and algorithm are designed. At first, the deficiency of the software is analyzed, then the configuration experiment interface and PID controller are designed, then the PID algorithm and the single tank level PID algorithm are designed, and then the cascade PID algorithm is designed. Then, the PID tuning method is compared, and the tuning method and the tuning steps are selected. Finally, the algorithm of adding the actual opening value of electric regulating valve is designed. 4. First of all, the communication test of the configuration experiment interface is carried out, and then the tracking analysis of the control output of the control valve and the actual opening feedback value is analyzed, and then the six kinds of PID experiment with fine tuning are tested in several groups. Then the double-volume PID was tested and verified, and five performance indexes were tested. Finally, the cascade PID is tested and verified. The experimental results were compared by adding fine-tuned PID and PID without fine-tuning.
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273

【参考文献】

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本文编号:1866543

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