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1、双容水箱自动控制系统和 动画设计机械设计制造及其自动化专业 机械电子方向 机制074 黄勇华 指导老师王书茂主要内容研究的背景、意义义、现现状设计设计 的主要特点系统总统总 体方案设计设计案例一：SPCT-II型过程控制实验装置案例二：PCT-II/III/IV型过过程控制实验实验 装置2010-12-302双容水箱自动控制系统和动画设计1研究的背景、意义、现状水箱液位控制系统是具有纯滞后的非线性耦合系统 ，是过程控制中的一种典型的控制对象，在实际生产 中有着非常广泛的应用背景。2010-12-303双容水箱自动控制系统和动画设计液位 控制石油 化工钢铁钢铁冶金制药药食品 加工电电站近年来，针
2、对液位控制问题，许多机构提出了一些 高级的控制算法和优化控制方案来解决液位控制中的 非线性、参数时变等问题。2设计的主要特点1.结构：结构精心设计，各部件的安装布局符合系统原理框图，操作 方便，整个装置造型美观。2.软硬件：系统利用“农业装备共性参数采集器”“共性参数测试系 统”等性能优越的现有资源，有效缩短设计时间。它们的采用缩短 了实验设备和工业现场地距离。 3.控制：可采用单片机、智能仪表、远程数据模块、PLC、PCI板卡等 多种控制模式，培养学生建立多种工程控制的思路，了解各种控制 方法的特点。4.完善：完成系统的制作，实现实际应用，满足一定的实验需求，并 可以在此基础上进行不断完善和
3、改进。5.应用：该实验装置较适合自动化专业的实验教学，可作为自动化专 业的控制模型而普及。2010-12-304双容水箱自动控制系统和动画设计3系统总体方案设计2010-12-305双容水箱自动控制系统和动画设计控制目标 水箱1：利用流体压力传感器检测液位高度，通过自 动控制系统和变量水泵调节流量，达到精确控制水箱 水位的目的； 水箱2：利用液位传感器检测液面高度，当液面达到 控制液面上限，自动停止供水，低于控制液面下限， 开始供水。双容水箱系统构建2010-12-306双容水箱自动控制系统和动画设计方案一2010-12-307双容水箱自动控制系统和动画设计方案二2010-12-30双容水箱自
4、动控制系统和动画设计8双容水箱液位控制实验平台2010-12-309双容水箱自动控制系统和动画设计进度计划2010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计10进进度计计划开题：查阅 双容水箱工业控制原理与应用的相关 文献2010.11.15-2010.12.31控制策略的学习、研究、讨论 和选择 ，软件学 习2011.01.01-2011.02.28基于选定控制原理完成理论分析和仿真2011.03.01-2011.03.15设计 双容水箱工作原理图、总装配图和零部件图2011.03.15-2011.04.05设计 双容水箱工艺流程计算机动画2011.04.06-2011.04.30水箱、电机
5、、动力阀、手动阀 、变量泵、压力 传感器、液位传感器等标准件选型、信号调试2011.05.01-2011.05.20硬件系统建构 利用共性参数测控系统，配置计算机软件实现 自 动水位控制，论文撰写2011.05.21-2011.06.10SPCT-II型过程控制实验装置2010-12-3011双容水箱自动控制系统和动画设计浙江求是科教设备有限公司SPCT-II型过程控制实验装置介绍该过程控制实验装置的工艺设备能模拟工业生产过 程的四大热工参数对象，即流量对象、温度对象、压 力对象、液位对象。并采用标准的工业自动化仪表、 数据采集板卡和流行的工控组态软件。可实现系统参 数辨识、单回路控制、串级控
6、制、前馈控制、比值控 制等多种控制形式。2010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计12实验内容过程控制的仪表实验 (1)液位变送器的认识和校验(3)热电阻的认识和校验 (2)流量计的认识和校验(4)调节器的认识和基本操作对象特性测试实验 (1)一价液位水箱的特性测试实验(4)温度控制对象特性测试实验 (2)二阶液位水箱的特性测试实验(5)流量特性测试实验 (3)三阶液位水箱的特性测试实验单回路控制系统实验 (1)压力单回路实验(6)三容液位控制实验 (2)温度单回路实验 (7)液位非线性单回路控制实验 (3)液位单回路实验(8)前馈-反馈液位控制系统实验 (4)流量单回路实验 (9)前
7、馈-反馈温度控制系统实验 (5)双容液位控制实验(10)恒压供水控制系统实验串级控制系统实验 (1)水箱液位和流量组成的串级控制实验(2)上下水箱液位组成的串级控制实验2010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计13PCT-II/III/IV型过程控制实验装置2010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计14浙江中控科教仪器设备有限公司系统构成 实验装置由三部分组成：被控对象、控制操作台 和软件。 1.被控对象：由上（中）下位水箱、水槽、隔套加温 圆筒、纯滞后盘管以及水泵、电动调节阀、电磁流 量计、液位变送器、温度传感器、变频器、可控硅 移相触发模块等部件组成。 2.控制操作台：分两
8、个部分，分别为控制对象的模拟 接线板和控制器部分。模拟接线板部分绘制有控制 对象的原理图，图上元器件的布置与实际被控对象 的元器件分布相对应。控制器部分安装有智能仪 表、牛顿模块等多种控制器，可根据用户的需要进 行选配。2010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计15实验项目过程控制仪表实验 (1)压力变送器的认识和校验(4)电动调节 阀的认识和校验 (2)调节器的认识实验(5)电磁流量 计的认识和校验 (3)热电阻的认识和校验(6)变频器的 认识实验 对象特性测试实验 (1)上水箱特性测试实验(4)锅炉温度 对象特性测试实验 (2)双容水箱对象特性测试实验 (5)电动调节 阀流量特性测
9、试实验 (3)双容水箱对象特性测试实验 (6)压力对象 特性测试实验 简单回路控制系统实验 (1)压力单回路控制实验(4)流量单回 路控制实验(2)温度单回路控制实验(5)双容液位 控制实验 (3)液位单回路控制实验复杂控制系统实验 (1)上水箱液位和流量组成的串级控制实验 (4)温度纯滞后预估控制实验 (2)下水箱液位和上水箱液位组成的串级控 制实验(5)温度纯滞后预估控制实验 (3)前馈-反馈控制实验 以下实验项目，PCT-III、IV可以完成 (1)温度解耦控制系统实验(3)变比值水 温控制实验 (2)上水箱液位解耦控制系统实验 以下实验项目，PCT-IIB、IIIB、IVB可以 完成 (1)三容液位控制实验2010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计162010-12-30双容水箱自动控制系统和动画设计17谢谢谢谢
