最新单闭环流量定值控制系统设计分解课件PPT.ppt 54页

'单闭环流量定值控制系统设计分解 设计目的1．了解单闭环流量控制系统的结构组成与原理。2．掌握单闭环流量控制系统调节器参数的整定方法3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。4．研究P、PI、PD和PID四种控制分别对流量系统的控制作用。 实验原理被控量为电动调节阀支路（也可采用变频器支路）的流量，实验要求电动阀支路流量稳定至给定值。将涡轮流量计FT1检测到的流量信号作为反馈信号，并与给定量比较，其差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制管道流量的目的。 硬件设计1.流量模拟转换器：Lwa-11----------传感器及检测装置输出4-20mA量程0.2-1.2/h系数85268817P/LS/N:11081412.QS智能型电动调节阀--------------控制器及执行器产品型号：QSTP-16K公称通径20mm公称压力1.6MPa介质温度200摄氏度信号：4---20mADC行程16mm3.磁力驱动循环泵-------------提供驱动动力型号：16CQ-8P380V50HZ扬程8m流量30L/min转速2800r/min功率0.18kw4.涡轮流量计----------传感器检测及反馈装置涡轮流量计主要用于测量管道流量的测量，并将测量值变换为标准电压电流信号传至s7-200plc模拟量输入模块 硬件设计2被控对象包括：涡轮流量计、流量模拟转换器、电动调节阀、三相磁力泵、水箱、管道等，涡轮流量计主要用于测量管道流量的测量，并将测量值变换为标准电压电流信号传至s7-200模拟量输入模块电动调节阀为执行机构，用于接收模拟量输出模块输出的标准电压电流信号，并通过改变阀门的开度来改变管道流量的大小。三相磁力泵用于提供水流动所需的动力和克服水流于管道、阀门、弯头之间的摩擦力。plc模拟量输入模块接收到流量模拟转换器所测得的流量值，将其传至主控单元，主控单元将测量值与设定值进行比对，计算出输出值，经其模拟量输出模块将计算出的输出值输出至电动调节阀。 软件设计采用西门子公司的S7-200系列整体式PLC实现自动控制。CPU模块采用CPU224，AC/DC/继电器，模块，该模块采用交流220V供电。根据对流量定值控制系统的分析，采用CPU224，它集成14输入/10输出点，共计24点的I/O存储容量大，具有7个扩展模块，最大可扩展为168个点数字量或者35路模拟量的输入和输出点，有内置时钟，它有更强的模拟量和高速计数的处理能力，存储容量也进一步增加，是使用的更多的S7-200产品。功能扩展模块EM235具有四路模拟量输入，1路模拟量输出 plc主程序 子程序 组态王的简介组态王软件设计组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。组态软件的功能和特点可归纳如下：概念简单，易于理解和使用；功能齐全，便于方案设计；实时性与并行处理；建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行；利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面；引入“运行策略”的概念。 使用组态王1.双击图标，启用组态王工程管理器，选择"菜单/新建"，新建工程。2.点击“下一步”，给指定的设备唯一的逻辑名称。3.单击“下一步”，给设备“选择串口”。4.单击“下一步”，给设备设置“设置地址指南”。5.单击“下一步”，设置“通信参数”。6.单击“下一步”，设置“设备安装向导，信息总结”。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设“PLC”。在定义数据库变量时，只要把I/O变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。 构造数据库（定义变量）在构造数据库时，选择工程浏览器左侧大纲项“数据库”，　　　在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框在“变量名”处输入变量名。如：a；在“变量类型”处选择变量类型如：内存实数，其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。如下图所示 动画链接程序至此结束。 运行调试初始画面 PID调整SV=20，P=5，I=20，D=0 SV=10，P=5，I=20，D=0 SV=8，P=4，I=9999，D=0 SV=8，P=4，I=30，D=3 SV=16，P=2，I=9999，D=0 实验理想结果sv=5，p=5，I=20,D=0 控制规律的确定1.比例（P)调节:纯比例调节器是一种最简单的调节器，它对控制作用和扰动作用的响应都很快速。由于比例调节只有一个参数，所以整定很方便。这种调节器的主要缺点是使系统有静差存在.2.比例积分调节（PI):PI调节器的积分部分能使系统的类型数提高，有利于消除静差，但它又使PI调节器的相位滞后量减小，系统的稳定性变差，其传递函数为GC(S)=KP(1+STI1)3.比例微分(PD)调节这种调节器由于有微分的作用，能增加系统的稳定度，比例系数的增大能加快系统的调节过程，减小动态和静态误差，但微分不能过大，以利于抗高频干扰。PD调节器的传递函数为GC(S)=KP（1+TDS）4、比例微分积分(PID)调节器PID是常规调节器中性能最好的一种调节器。由于它具有各类调节器的优点，因而使系统具有更高的控制质量。它的传递函数为GC(S)=KP(1+STI1+TDS) 调节器参数的整定方法调节器参数的整定一般有两种方法：一种是理论设计法，即根据广义对象的数学模型和性能要求，用根轨迹法或频率法来确定调节器的相关参数，另一种方法是工程实验法，通过对典型输入响应曲线所得到的特征量，然后查照经验表，求得调节器的相关参数。工程实验整定法有以下四种：经验法，临界比例度法，阻尼振荡法，反应曲线法 经验法若将控制系统液位、流量、温度和压力等参数来分类，则属于同一类别的系统，其对象往往比较接近，所以无论是控制器形式还是所整定的参数均可相互参考。表一为经验法整定参数的参考数据，在此基础上，对调节器的参数作进一步修正。若需加微分作用，微分时间常数按TD=(1/3～1/4)T1计算。 临界比例度法这种整定方法是在闭环情况下进行的。设TI=∞，TD=0，使调节器工作在纯比例情况下，将比例度由大逐渐变小，使系统的输出响应呈现等幅振荡，如图3-3所示。根据临界比例度δS和振荡周期TS，按表二所列的经验算式，求取调节器的参考参数数值，这种整定方法是以得到4：1衰减为目标。此法有一定限制。从工艺上看，允许受控变量能承受等幅振荡的波动，其次是受控对象应是二阶和二阶以上或具有纯滞后的一阶以上环节，否则在比例控制下，系统是不会出现等幅振荡的。在求取等幅振荡曲线时，应特别注意控制阀出现开、关的极端状态。 阻尼震荡法在闭环系统中，先把调节器设置为纯比例作用，然后把比例度由大逐渐减小，加阶跃扰动观察输出响应的衰减过程，直至出现图3-4所示的4：1衰减过程为止。这时的比例度称为4：1衰减比例度，用δS表示之。相邻两波峰间的距离称为4：1衰减周期TS。根据δS和TS，运用表三所示的经验公式，就可计算出调节器预整定的参数值。 反应曲线法如果被控对象是一阶惯性环节，或具有很小滞后的一阶惯性环节，若用临界比例度法或阻尼振荡法（4：1衰减）就有难度。对于这种情况，可采用下述的反应曲线法来整定调节器的参数。图3-5为实验系统的方框图。令调节器的输出X(t)为阶跃信号，则 （1）比例度δ，比例度越大，过渡过程越平缓，余差越大；比例度越小，过渡过程振荡越剧烈，余差越小，δ过小，会导致系统发散。（2）积分时间，积分时间越大，积分作用越弱，过渡过程越平缓，消除余差越慢；积分作用越强，过渡过程振荡越剧烈，消除余差越快。（3）微分时间，微分时间越大，微分作用越强，过渡过程趋于稳定，最大偏差减小，但微分时间过大，又会增加过渡过程的波动。看曲线调参数，可以按照上述原则进行参数调整，但有时仅从作用方向还难判定该调整哪个参数，此时还应该根据曲线形状作进一步判断。如过渡过程曲线过度振荡，可能的原因有：比例度过小、积分时间过小和微分时间过大等。 总结在本次毕业设计的过程中，曹老师的指导下我了解了组态王S7200PLC软件的特点、组成和使用方法，组态的过程和控制原理。熟悉了流量检测仪表的种类和测量原理，控制阀的种类和调节原理。掌握了流量定值控制系统的组成及原理，对流量控制在化工生产过程中的重要性进行了深入的学习。实践证明,本次所采用西门子S7-200型可编程控制器的硬件配置和程序设计是完全可行的,在实际控制中,由于PLC产品自身具有可靠性高、灵活性强、对工作环境无要求和抗干扰性能好等优点,因而深受用户的热爱。同时采用PLC控制液体混合装置,还能容易地随时修改可编程控制器程序,以改变液体的流速，从而调整时间达到定值控制。 胁痛（慢性结石性胆囊炎）中医护理方案福泉市中医医院*** 一、常见症候要点（一）肝胆气滞证：上腹或胸胁胀痛，甚者绞痛，牵引肩背，嗳气吞酸，食纳减退，或恶心、呕吐、大便秘结。舌淡、苔白或微黄，脉弦或弦紧。（二）肝胆湿热证：上腹胀满、疼痛，恶心呕吐，口干而苦，或目黄、面黄，大便秘结，小便短赤。舌红、苔黄腻，脉弦滑。（三）肝胆瘀滞证：胁肋疼痛固定，如针刺。舌质淡暗，或有瘀点，脉弦或沉涩。（四）气阴两虚证：精神疲乏、咽干口燥，心胸烦闷，或虚烦不得眠，或有潮热汗出，胃纳不香、大便偏干。舌红少苔，脉虚数。 二、常见症状/症候施护（一）疼痛（二）胀满不适（三）恶心、呕吐 （一）疼痛1、观察疼痛的部位、性质、程度、持续时间、诱发及缓解因素，与饮食、体位、睡眠的关系。若疼痛剧烈、可能有出血或出现休克现象者，立即报告医生。2、急性发作时宜卧床休息、禁饮食，安慰病人，密切观察病情变化。3、遵医嘱穴位贴敷，取胆囊穴、章门、期门等穴。 （二）胀满不适1、观察疼痛的部位、性质、程度、持续时间、诱发因素及伴随症状。2、鼓励患者饭后适当运动，保持大便通畅。3、腹部行顺时针方向按摩。4、遵医嘱穴位贴敷，取脾俞、胃俞、神阙、中脘等穴。5、遵医嘱耳穴贴压，取肝、胆、大肠、交感等穴。 （三）恶心、呕吐1、观察恶心、呕吐的频率、程度与饮食有关。2、指导患者饭后不宜平卧。3、呕吐患者汤药宜少量频服，服药前用生姜汁数滴滴于舌面或含于舌下，以减轻呕吐。4、遵医嘱耳穴贴压，取胆囊、胃、内分泌、交感、神门等穴。5、遵医嘱艾灸或穴位贴敷，取穴肝俞、胆俞、脾俞、胃俞、中脘、足三里等穴。 三、中医特色治疗护理（一）药物治疗（详见附录1）（三）围手术期护理（二）特色技术（详见附录2） （一）药物治疗（详见附录1）1、内服中药 （二）特色技术（详见附录2）1、穴位贴敷2、耳穴贴压3、艾灸4、穴位按摩 （三）围手术期护理1、术后排尿困难者，遵医嘱艾灸，取关元、气海、中级等穴。2、遵医嘱穴位按摩，取中级、气海、三阴交、足三里、阴陵穴等3、未排气、排便可使用中药灌肠。 四、健康指导（一）生活起居（二）饮食指导（三）情志护理 （一）生活起居1、病室安静、整洁、空气清新、温湿度适宜。2、急性发作时宜卧床休息。 （二）饮食指导1．肝胆气滞证：宜食疏肝利胆的食品，如苦瓜、芹菜、白菜、丝瓜等。忌食壅阻气机的食品，如豆类、红薯、南瓜等。2．肝胆湿热证：宜食清热利湿的食品，如薏苡仁、黄瓜、芹菜、冬瓜等。少吃甜食、糖类，以免助湿困脾，引起胆胀。3、肝胆瘀滞证：宜食疏肝理气的的食品，如山楂、大枣等。忌辛辣、煎炸、坚硬的食物。平时可用枸杞15g杭菊花6g泡水代茶饮，以养肝、肾。4、气阴两虚证：宜食补阴益气的食品，如绿豆汤、藕粉，或用菊花、麦冬泡水喝。 （三）情志护理1、多与患者沟通，了解其心理状态，指导其保持乐观情绪。2、指导患者和家属了解本病的相关知识，掌握控制疼痛的简单方法，如深呼吸、全身肌肉放松、听音乐等。 五、护理难点患者建立正确的饮食习惯较困难解决思路：1.利用多种形式向患者及家属介绍食疗及养生方法。2.向患者讲解饮食不当及情志不畅诱发胆囊炎的机理，使患者了解疾病与饮食的相关性，并嘱家属协同做好督促工作。3.定期进行电话回访，鼓励坚持正确饮食习惯。定期门诊复查，筛选危险因素，进行针对性干预。 六、护理效果评价附：胁痛（慢性结石性胆囊炎）中医护理效果评价表 胁痛（慢性结石性胆囊炎）中医护理效果评价表医院：科室：入院日期：出院日期：住院天数：患者姓名：性别：年龄：ID：文化程度：纳入中医临床路径：是□否□证候诊断：肝胆气滞证□肝胆湿热证□肝胆瘀滞证□气阴两虚证□其他：一、护理效果评价主要症状主要辨证施护方法中医护理技术护理效果疼痛□1.观察□2.饮食□3.其他护理措施：1.穴位贴敷□应用次数：次，应用时间：天2.其他：应用次数：次，应用时间：天好□较好□一般□差□胀满不适□1.活动□2.观察□3.其他护理措施：1.穴位贴敷□应用次数：次，应用时间：天2.穴位按摩□应用次数：次，应用时间：天3.耳穴埋豆□应用次数：次，应用时间：天4.其他：应用次数：次，应用时间：天好□较好□一般□差□恶心、呕吐□1.观察□2.用药指导□3.其他护理措施：1.穴位贴敷□应用次数：次，应用时间：天2.艾灸□应用次数：次，应用时间：天3.耳穴贴压□应用次数：次，应用时间：天4.其他：应用次数：次，应用时间：天好□较好□一般□差□其他□（请注明）1.2.3.好□较好□一般□差□ 二、护理依从性及满意度评价评价项目患者对护理的依从性患者对护理的满意度依从部分依从不依从满意一般不满意中医护理技术穴位贴敷耳穴埋豆艾灸穴位按摩健康指导///签名责任护士签名：上级护士或护士长签名：三、对本病中医护理方案的评价：实用性强□实用性较强□实用性一般□不实用□改进意见：四、评价人（责任护士）姓名技术职称完成日期护士长签字 谢谢聆听！'