基于流量比值智能仪表控制系统设计

-I-安庆师范学院设计课题《基于流量比值智能仪表控制系统设计》专业班级：10级自动化(一)班姓名学号：张磊（080310034）刘兆远（080310011）徐剑平（080310056）指导教师：徐文权设计时间：2013年6月12日物理与电气工程学院2013年6月12日-II-摘要本文首先分析了实际工业生产过程中比值控制的意义和重要性,然后提出了流量比值控制系统的设计方案并在引入MCGS组态软件辅助控制的基础上加以研制,最后阐述了该系统调试的原理与步骤。利用AI808智能仪表对锅炉的液位-进水流量进行比值控制,以组态软件MCGS实现上位机对现场进行实时组态、监控。根据系统的工艺要求及实际需要，提出了流量比值控制的设计方案及硬件实施，着重说明了工控组态软件在设计开发计算机流量比值控制系统的应用。实际运行结果表明，系统不仅能够实现按不同比值关系进行控制，且使主、从动量均有较强的抗扰动能力，具有一定的实际应用价值。关键词：比值控制,MCGS组态软件,AI-808智能调节器-III-AbstractThispaperanalyzesthesignificanceandimportanceoftheactualindustrialprocessesratiocontrol,flowratiocontrolsystemdesignandthenproposedtobedevelopedonthebasisoftheintroductionoftheMCGSforauxiliarycontrol,andfinallyelaboratedtheprincipleofthesystemdebuggingstep.AI808smartmeterleveloftheboiler-waterflowratiocontrolMCGShostcomputerinreal-timeon-siteconfiguration,monitoring,configurationsoftware.Thedesignandtheimplementationproposalofcurrentcapacityratiocontrolwereproposedaccordingtothetechnologicalrequirementofthesysternandactualneedinthepaperandapplicationofindustrialcontrolconfigurationsoftwareondesigninganddevelopingtheflowratiocontrolsystemwashighlighted.Theresultsshowedthatthesystemcannotonlyrealizethedifferentratiocontrol,butalsoenablethemainandsubmomentumtohavestrongnoise-immunedynamicability.Ithascertainpracticalapplicationvalue.Keywords:Ratiocontrol;MCGSconfigurationsoftware;AI-808intelligentregulator-4-目录摘要.........................................错误!未定义书签。IAbstract.........错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。1绪论.............................................................61.1引言...................................................................61.2智能仪表的研究现状及发展趋势............................................61.2.1智能仪表的研究现状............................................61.2.2智能仪器的发展概况...........................................61.2.3智能仪器发展趋势.............................................61.3组态软件MCGS的基本原理及简介............................................72比值控制系统....................................................82.1工作原理.................................................................82.1.1比值控制系统概述.............................................82.1.2比值控制系统的特点............................................82.1.3比值控制系统的类型............................................82.1.4比值系数计算..................................................92.2比值控制系统的设计...............................................................................................................92.2.1系统结构......................................................92.2.2控制系统......................................................92.3系统方案设计..........................................................................................................103控制系统总体方案及硬件实现.....................................103.1控制对象及工艺流程.....................................................103.2硬件实现...............................................................103.3总体方案...............................................................113.4PC机与智能调节器的连接................................................123.4.1PC机与单台智能调节器的连接............................................123.4.2PC机与多台智能调节器的连接...................................123.4.3PC机与智能调节器串口通信调试.................................123.5控制对象及工艺流程.....................................................133.6智能仪表参数设计.......................................................134基于MCGS的组态界面设计............................................154.1软件总体设计..........................................................154.2智能仪表与PC机通信软件设计............................................164.3系统监控界面设计.......................................................18-5-5总结与展望..............................................................19参考文献.......................................................21-6-1绪论1.1引言随着科学技术的飞速发展，人们对过程控制提出了更高更新的要求，在许多生产过程中，要求两种或两种以上的物料流量按一定的比例关系混合进行化学反应，对于物料比例的要求就变得很严格，如果比例不满足要求，若是比例失调，会导致产品的质量达不到要求，以造成损失，甚至会导致事故的发生。如在制药过程中，为了增加药效，需要对其中成分药物加入注入剂，生产工艺要求药物和注入剂混合后的含量必须符合要求的比例，否则会使药效降低而达不到要求。研究比值控制系统是必需的，提高比值控制的精度及水平具有深远的意义。在过程控制实验装置上利用AI调节器和PC机构成计算机控制系统，能配合教学，完成各种较为复杂的控制实验。此类设计方案在许多中小企业中也得到广泛应用，具有重要的理论意义和实用价值。1.2智能仪表的研究现状及发展趋势1.2.1智能仪表的研究现状智能仪器的出现，很大的扩充了传统仪器的应用领域。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低的优势，迅速地在家用电器、科研企业和工业中得到了广泛应用。1.2.2智能仪器的发展概况80年代以后，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过IEEE—488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。90年代，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用。近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字PID和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。1.2.3智能仪器发展趋势(1)微型化微型智能仪器指微电子技术、微机械技术、信息技术等综合应用于仪器的生产中，从而使仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器。它不但具有传统仪器的功能，而且能在自动化技术、航天、军事、医疗领域起到独特的作用。(2)多功能化-7-多功能本身就是智能仪器仪表的一个特点。多功能的综合型产品不但在性能上如准确度比专用脉冲发生器和频率合成器高，而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。(3)人工智能化人工智能是计算机应用的一个崭新领域，利用计算机模拟人的智能，用于机器人、医疗诊断、推理证明等各方面。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能，即代替人的一部分脑力劳动，从而在视觉图形及色彩辨读、听觉语音识别及语言领悟、思维推理、学习与联想等方面具有一定的能力。显然，人工智能在现代仪器仪表中的应用，使我们不仅可以解决用传统方法很难解决的一类问题，而且可望解决用传统方法根本不能解决的问题。(4)总结智能仪器是计算机科学、电子学、人工智能、VLSI等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合。随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展，智能仪器将会得到更加广泛的应用。作为智能仪器核心部件的单片计算机技术是推动智能仪器向小型化、多功能化、更加灵活的方向发展的动力。可以预料，各种功能的智能