调节阀远程控制毕业设计

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1、西西 安安 邮邮 电电 学学 院院 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 题 目：管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 院 （系）： 自动化学院 专 业： 自动化 班 级： 自动 0703 学生姓名：李紫鹏 导师姓名： 沈建冬 职称： 讲师 起止时间：2011 年 01 月 10 日 至 2011 年 06 月 17 日 毕业设计毕业设计（ （论论文）文）诚诚信声明信声明书书 本人声明：本人所提交的毕业论文管道流量调节阀 PID 远程控 制系统是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所 引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已

2、在文中以明确方式注明并表示感谢。 本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实 之处，本人愿承担相应的法律责任。 论文作者签名： 时间： 年 月 日 指导教师签名： 时间： 年 月 日 西西 安安 邮邮 电电 学学 院院 毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书 学生姓名学生姓名李紫鹏李紫鹏指导教师指导教师沈建冬沈建冬职称职称讲师讲师 院系院系自动化学院自动化学院专业专业自动化自动化 题目题目 管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 任务与要求任务与要求 1、了解 PID 的基本原理。 2、熟练掌握组态王 6.52 软件。 3、掌握 PID 调节水箱液位的原理及作用。 4

3、、了解用 PLC 编程的思想，并能够画组态界面。 5、 会用 S7-300 编程，具有一定的编程能力。 开始日期开始日期2011 年 01 月 10 日完成日期完成日期2011 年 06 月 17 日 院长院长(签字签字)2011年 01月 10日 西西 安安 邮邮 电电 学学 院院 毕毕 业业 设设 计计 ( (论文论文) ) 工工 作作 计计 划划 学生姓名学生姓名李紫鹏指导教师指导教师沈建冬 职称职称讲师 院（系）院（系）自动化学院专业专业 自自动化 题目题目 管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 _ 工作进程工作进程 1 月 10 日3 月 30 日 了解 PID 的基本原理 4

4、月 1 日4 月 26 日 熟悉 S7-300 软件编程环境及组态王软件 4 月 27 日5 月 8 日 画出组态王监控画面 5 月 9 日6 月 1 日 编写并并调试控制程序 6 月 1 日6 月 17 日 撰写毕业论文、答辩 主要参考书目(资料) 主要参考书目(资料) 1胡寿松.自动控制原理.科学出版社,2002。 2邵裕森. 过程控制工程. 机械工业出版社，2002。 3A3000 过程控制实验系统指导书.清华大学深圳研究院工程教育 中心，2006。 4张运刚 宋小春 郭武强 西门子 S7-300/400PLC 技术与应用 人 民邮电出版社，2007. 起 止 时 间 工 作 内 容 西

5、安邮电学院 主要仪器设备及材料 A3000 高级过程控制实验系统及 S7-300 软件、组态王软件、计算机 论文(设计)过程中教师的指导安排 每周检查一次设计进程，每周三下午、周五下午进行辅导答疑 对计划的说明 尽量在自己的努力下独立完成毕业设计。 毕业设计(论文)开题报告 自动化学院自动化专业 07 级 03 班 课题名称：管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 学生姓名： 李紫鹏 学号：06071079 指导教师： 沈建冬 报告日期：2011 年 03 月 28 日 1本课题所涉及的问题及应用现状综述 1.1 过程控制是生产过程自动控制的简称，这是自动化技术的一个重要组成部分。 通常是指

6、石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的进行的 生产过程自动控制。 在现代工术正在为实现各种最优的技术经济指标、提或按一定周期与程序高经 济效益和劳动生产率、改善劳动业生产过程中，过程控制技条件、保护生态环境等 方面起着越来越大的作用近年来我国各企业采用多功能 PID 控制器生产各类产品， 国内 PID 控制器产品技术工艺应用有很好的前景。 PID 技术工艺的发展对行业项目也有一定的影响。国外更大程度的发展 PID 技 术，在美国、日本、欧盟等国家这方面的技术更是成熟，在控制方面有很大的贡献， 还占有着相当大的市场，而且，这方面得知识技术也是日新月异，发展很快。 1.2 PI

7、D 控制是工业过程控制中应用最广泛的一种控制规律，PID 控制表示比例、积 分、微分控制。其工作原理是：由于来自外界的各种扰动不断产生，要想达到现场 控制对象值保持恒定的目的，控制作用就必须不断进行。若扰动出现使得现场控制 对象值发生变化，现场检测原件就会将这种变化记录并传送给 PID 控制器，改变过 程变量值，经变送器送至 PID 控制器的输入端，并与给定值 SP 进行比较得到偏差值 e，调节器按此偏差以预先设定的整定参数控制规律发出控制信号，去改变调节器的 开度，使调节器的开度增加或减少，从而使被调参数发生改变，并趋向于给定值 SP，以达到控制的目的，用流量调节阀 PID 控制来调节流量有

8、重要的研究价值。 2本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可 行性分析 重点研究的关键问题：PID 原理、A3000 过程控制系统及软件的编写 解决思路：见原理图 预期目标的可行性分析： 水介质由泵 P102 从水箱 V104 中加压获得压头，经由调节阀 FT-102 进入水箱 V103， 通过手阀 QV-116 回流至水箱 V104 形成水循环；通过 FV101 获得当前流量经过 PID 整定来控制流量调节阀 FT102 的开度，本例为定值自动调节系统，FV-101 为操 作变量，FT-102 为被控变量，采用 PID 调节来完成。 3完成本课题的工作方案 首先了解 PID

9、 调节流量的国内外现状以及本课题的可行性。接着开始对 PID 原 理和 A3000 过程控制系统的熟悉。在开始熟悉软件编程环境及组态王软件。然后画 出管道容量 PID 过程控制系统的框图及流程图。做好这些准备工作之后就进行程序 的编写。最后撰写毕业论文。 4指导教师审阅意见 指导教师指导教师(签字)：年月日 说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第 1 周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。 西西安安邮邮电电学学院院毕毕业业设设计计 (论论文文)成成绩绩评评定定表表 学生姓名李紫鹏性别男学号06071079 专 业 班 级 自动 0703 班 课

10、题名称管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 课题 类型 实际 应用 难 度 一 般 毕业设计 （论文）时 间 2011 年年 01 月月 10 日日06 月月 17 日日 指导教师 沈建冬 (职称讲师) 课题任务 完成情况 论 文(千字)；设计、计算说 明书 (千字)； 图纸 (张)；其它 (含附 件)： 指导教师意见 分项得分：开题调研论证分； 课题质量（论文内容）分； 创新分； 论文撰写（规范）分； 学习态度分； 外文翻译分 指导教师审阅成绩：指导教师(签字)：年月日 评 阅 教 师 意 见 分项得分：选题分； 开题调研论证分； 课题质量（论文内容）分； 创新分； 论文撰写（规范）分；

11、 外文翻译分 评阅成绩：评阅教师(签字)：年月日 验 收 小 组 意 见 分项得分：准备情况分； 毕业设计（论文）质量分； （操作）回答问题分 验收成绩：验收教师(组长)(签字)：年月日 答 辩 小 组 意 见 分项得分：准备情况分； 陈述情况分； 回答问题分； 仪表分 答辩成绩： 答辩小组组长(签字)：年月日 成绩计算方法 (填写本系实用比例) 指导教师成绩() 评阅成绩() 验收成绩() 答辩成绩() 学生实得成绩(百分制) 指导教师成绩 评阅成绩验收成绩 答辩成绩 总评 答 辩 委 员 会 意 见 毕业论文(设计)总评成绩(等级)： 答辩委员会主任(签字)：院（系）(签章) 年月日 备

12、注 西安邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表) 管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 目录目录 摘 要.I ABSTRACT II 引 言1 1 .现状及发展趋势2 1.1 本课题研究的国内外现状.2 1.2 本课题研究的意义.3 1.3 本论文的研究内容.3 2原理4 2.1 单回路控制系统的组成及原理.4 2.2 PID 原理及 PID 控制器4 2.3 PID 被调参数的选定 8 2.4 PID 参数的整定 9 2.5 PLC 的 PID 控制器实现.10 2.6 小结.10 3.程序及组态设计.11 3.1 S7-300 介绍 .11 3.2 程序设计12 3.3 组态介绍16

13、 3.4 组态设计.16 3.5 小结23 4.调试过程及结果分析.24 4.1 调试过程24 4.2 结果分析25 5.结论及展望.29 5.1 结论.29 5.2 展望.29 致谢30 参考文献31 管道流量调节阀 PID 远程控制系统设计 I 摘摘 要要 本文介绍了 PID 原理、组态王、PLC（可编程控制器）的国内外现状和发展趋 势，以 A3000 过程控制实验系统为平台，采用西门子 S7-300PLC 为控制器，PID 控 制原理，在 STEP7 编程软件和组态王软件的基础上，实现了单回路流量调节阀 PID 的控制，最终实现管道流量的 PID 控制。 可编程控制器，简称 PLC（Pr

14、ogrammable Logic Controller）,是指以计算机为基 础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：“PLC 是一种专门为在 工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编程控制程序的存 储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作 的指令，并能通过数学式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PID 控制规律是一种教理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余 差，再加入微分作用，

15、又能提高系统的稳定性。PID 控制器的参数整定是控制系统 设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定 PID 控制器的比例系数、积分时间 和微分时间的大小。 关键词：关键词： PID ； 组态王； PLC； Abstract This article describes the principle of the PID, Kingview, PLC (programmable logic controller) of the status quo at home and abroad and development trends, based on A3000 experimental system for process control platform, use Siemens S7-300PLC controller and PID control principle, on the basis of the STEP7 . Programmable Logic Controller, which refers to the computer technology-based new industrial control devices. In 1987, International Electric