某過程控制實(shí)驗(yàn)裝置升級改造.pdf

1、本課題來源于實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)室購買的實(shí)驗(yàn)裝置存在一些不足之處，為了更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，依據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)行改造。這次共改造了5臺實(shí)驗(yàn)裝置。
　　實(shí)驗(yàn)裝置有三種控制方式:直接數(shù)字控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)(DDC，PCS，DCS)，目前本科生教學(xué)選擇DDC控制方式來做實(shí)驗(yàn)。而裝置自帶的實(shí)驗(yàn)軟件沒有源代碼，學(xué)生無法看到程序以及控制實(shí)驗(yàn)的過程，只能按照軟件界面上的內(nèi)容操作實(shí)驗(yàn)，降低了學(xué)生的動(dòng)手能

2、力。實(shí)驗(yàn)裝置中調(diào)節(jié)閥實(shí)時(shí)開度反饋值沒有采集到控制系統(tǒng)，為了完善實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，提高控制精度和可靠性，本次改造購買了模擬量采集模塊，經(jīng)過布線、調(diào)試，以及部分PID實(shí)驗(yàn)改造前后性能對比，完成了本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備改造。
　　論文以實(shí)驗(yàn)裝置為主對象，從硬件、軟件、算法、測試、對比四方面入手，對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改造。論文主要的研究內(nèi)容如下:
　　1.對某實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)的研究，分析裝置的硬件組成部分、系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)檢測機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助系統(tǒng)

3、以及實(shí)驗(yàn)裝置控制系統(tǒng)。提出了實(shí)驗(yàn)裝置的改造方案。
　　2.分析了改造前硬件的不足，研究了DDC直接控制系統(tǒng)以及改造后的DDC系統(tǒng)，然后對電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行原理分析、布線以及調(diào)試，其次新加一個(gè)模擬量模塊，最后對改造后的模塊進(jìn)行了參數(shù)的設(shè)置以及調(diào)試。
　　3.設(shè)計(jì)了組態(tài)界面和算法。首先分析了改造之前軟件的不足，其次設(shè)計(jì)了組態(tài)實(shí)驗(yàn)界面以及PID控制器，接著設(shè)計(jì)了PID算法以及單容水箱液位PID算法的設(shè)計(jì)，緊接著設(shè)計(jì)了串級PID算法，然