基于组态王6．5＋ＤＤＣ的流量液位串级控制系统设计
【摘要】：在过程控制实验室的硬件基础上开发基于组态软件组态王（Ki
gview）65的流量液位串级控制实验系统，该实验系统完全可模拟工业生产过程中过程装置的流量、液位等工艺参数的自动控制。该串级控制系统可以满足不同专业自动化控制科研与教学的需要。【关键词】：串级控制系统；组态软件组态王中国分类号：TN6文献标识码：A文章编号：1002690820070120057011主要问题本次设计主要是完成流量液位串级控制系统的设计，组态，调试和对系统数据的分析。如何设计合理的数字PID控制算法，用组态王65实现对实验设备的监视控制如何获取实验设备的控制数据和实现实时曲线和历史曲线的显示，如何进行参数整定，如何合理分析实验数据是要解决的主要问题。2组态王组态原理“组态王”把每一台与之通讯的设备看作是外部设备，为实现组态王和外部设备的通讯，组态王通过内置的大量设备的驱动作为组态王和外部设备的通讯接口，在开发过程中只需根据工程浏览器提供的”设备配置向导”一步步完成连接过程即可实现组态王和相应外部设备驱动的连接，如图1组态王通讯原理图。在运行期间，组态王就可通过驱动接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据指令。从而实现组态王对设备运行情况的监测和控制。串级控制系统是在单回路PID控制的基础上发展起来的一种应用非常普遍的控制技术。虽然单回路PID控制在控制一个变量时，大都能够完成控制任务。但是，当系统中同时有几个因素影响同一个变量，或对象的容量滞后较大，负荷或干扰变化比较剧烈或比较频繁，或调节质量要求很高，或控制任务比较特殊，则采用单回路控制的方案就无效了。串级控制系统就是在单回路的基础上，加入另一个PID单回路控制系统作为副回路，将两个单回路控制系统以一定的结构形式串联在一起，以实现很好的控制效果。一般来说，主回路的选择是由主变量来确定的，多数由工艺要求决定；副变量的选择对于串级系统的设计至关重要，一般要求副变量能很好的影响主变量、副回路包括主要的和较多的干扰。我们设计的系统选择下水箱的液位为主变量，管道的流量为副变量。串级系统原理方框图如图2，整个系统采用计算机控制在计算机中设置了两个虚拟调节器分别作为主，副调节器。上下水箱构成一个双容系统，将下水箱的液位信号输出作为主调节器输入，主调节器的输出作为副调节器的输入。在串级控制系统中，两个调r