工业过程控制
课程设计
题 目: 基于组态软件的温度单回路过程控制系统设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 设计地点： 设计时间：
设计成绩： 指导教师： 本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。 1
工业过程控制课程设计任务书
学生姓名 题 目 课题性质 指导教师 专业班级 学号 基于组态软件的温度单回路过程控制系统设计 工程设计 郑维 通过某种组态软件，结合实验室已有设备，按照定值系统的控制课题来源 自拟题目 主要内容 要求，根据较快较稳的性能要求，采用单闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有较美观组态画面和较完善组态控制程序的温度单回路过程控制系统。 1. 根据温度单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。 2. 根据温度单回路过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用过程模块。 任务要求 3. 根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。 4. 运用组态软件，正确设计温度单回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。 5. 提交包括上述内容的课程设计报告。 [1] 马正午，周德兴．过程可视化组态软件InTouch应用技术．北京：机械工业出版社，2006 主要参 考资料 [2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000 [3] 陈夕松，汪木兰．过程控制系统．北京：科学出版社，2005 [4] 陶永华，新型PID控制及其应用[M]．北京：机械工业出版社，2000 审查意见 指导教师签字： 年 月 日
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摘 要
为了取得较好的控制效果，采用PID控制规律。通过温度传感器将检测到的实时温度值与温度设定值的差值送入计算机，计算机运用PID算法得到相应的控制信号，并将其输出给执行器，然后执行器调节加热器，以达到调节温度的控制目的。
关键词：
温度 过程控制算法 组态
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PID
目 录
1 引言.......................................................................................................................... 5 2 系统设计分析.......................................................................................................... 6
2.1设计目的........................................................................................................... 6 2.2设计要求........................................................................................................... 6 2.3设计的内容....................................................................................................... 6 3 系统方案的设计及控制规律的选择...................................................................... 6
3.1系统控制方案................................................................................................... 6 3.2系统结构框图................................................................................................... 6 4 仪表与模块的选择.................................................................................................. 7
4.1仪器仪表的选择............................................................................................... 7
4.2模块的选择....................................................................................................... 8 5 组态画面设计.......................................................................................................... 9
5.1组态王简介....................................................................................................... 9
5.2组态软件设计................................................................................................... 9 5.3 组态画面........................................................................................................ 10 6 组态程序设计........................................................................................................ 12
6.1 PID 控制算法 ................................................................................................ 12 6.2 PID控制算法流程图 ..................................................................................... 14 6.3 PID脚本程序 ................................................................................................. 14 7 组态王数据词典.................................................................................................... 16 8 系统调试过程........................................................................................................ 17 设计心得...................................................................................................................... 18 参 考 文 献................................................................................................................ 19
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1 引言
现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
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