控制系统课程设计

摘要

本课程设计依托微界面强化10万吨/年聚合硫酸铁生产过程为实验背景，以实验室现有设备为基础，进行了反应釜的设定温度控制和克服扰动的任务设计。
在本课程设计中，首先在实验背景下根据系统的输入输出信号，完成了对PLC（电源、CPU、I/O模块等）的选型，随后进行了电气原理图的绘制。在实验设计中，在开环情况下采集温度在特定热水箱温度下的实时数据，通过Matlab进行反应釜加温模型辨识，近似为一阶惯性滞后系统G_((S))=K/(1+TS) e^(-τs),
使用扩充响应曲线法和PID tuner进行PID初始参数的整定计算，然后搭建PID仿真平台，进一步得到PID参数的指导范围。随后以西门子PLC为基础，使用PID控制算法，在实际中进行调试，完成了指定反应釜温度的控制。
本控制系统具有较好的动态特性和较良好的克服扰动能力，最终超调保持于一度以内。在博途中通过WINCC Advanced，以聚合硫酸铁生产工艺过程为背景，建立了上位机监控界面，同时完成实时温度和加热泵功率的趋势监控和控制。

设计任务

1、熟悉控制任务，整理系统的输入输出信号。
2、记录实验装置的相关物理参数，使用MATLAB对控制系统进行仿真。
3、根据系统的输入输出信号，进行PLC选型。
4、设计并绘制电气原理图。
5、编写PLC程序，完成闭环系统的接线及编程。
6、使用博途WINCC Advanced软件制作操作画面，并通过该操作画面完成

过程概述

系统设计


电气原理图

选型

plc程序

上位机界面

这是我的一些课程设计中的收获，在现场PID调参是一个学习的过程，小伙伴们有什么问题大家可以一起交流~