因此每个控制系统都有套与此控制规律相对应的控制算法。所谓调节器参数的整定，就是选择合适的比例带积分时间和微分时间，使自动调节系统工作在最佳的状态。调节器参数的整定方法主要有理论建模法工程整定法理论建模法主要根据系统的数学模型，用控制论的稳定判据，求得满足工艺运行的调节器参数，这种方法的缺点是需要知道或能够求出控制对象的数学模型，它要用到控制理论和数学方面的有关知识，比较复杂，不易为人们所掌握，而且理论方法求得的数学模型与被控对象的真实模型还有定差距工程整定法有经验试凑法衰减曲线法临界比例度法等。经过大量整定实践证明，工程整定法行之有效，故得到了广泛应用。衡量控制系统工作优劣的依据是控制系统的性能指标，这平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅里我们给出个指标衰减曲线或衰减率，如图所示为第个波峰的高度，为第二个波峰的高度衰减曲线为第二个波峰的高度第个波峰的高度为衰减率为。图衰减曲线示意图对于反应较快的对象，例如加热炉给水流量管道压力炉膛负压等，要严格看出衰减曲线或衰减率是困难的，这时，往往只能定性的识别，以波动次数为准，对于要求衰减率为的系统，般以向上波动二次，向下波动到二次为宜。若过程的数学模型比较复杂或无法准确建模时，可根据何种控制规律适用于何种过程特性与工艺要求来选择，各种控制算法的控制特点介绍如下比例控制规律采用控制规律能较快的克服扰动的影响，使系统稳定下来，但有余差。它适用于控制通道滞后较小负荷变化不大控制要求不高被控参数允许在定的范围内有余差的场合。比例积分控制规律在工程上比例积分控制规律是应用最为广泛的种控制规律。积分能消除余差，它适用于控制通道滞后较小负荷变化不大被控参数不允许有余差的场方。其次，要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计。最后，我要感谢我的母校平顶山学院，给我们提供了优良的学习环境，让我们度过了精彩的大学四年。在此，送上我诚意的致谢,目录绪论加热炉温度控制的背景及研究状况本课题主要研究内容控制系统的总方案设计概述控制方式确定检测元件和执行机构的选择控制算法的选择和计算控制算法的选择参数的计算系统硬件设计温度串级控制系统主副回路的设计基于下位机的控制设计可编程控制器的概述可编程控制器的系统结构的硬件及软件下位机的设计过程与上位机组态软件执行机构之间的通信接线系统软件设计概述组态软件设计组态软件的概述组态软件的系统构成组态软件通用版的介绍系统主控画面的设计软件的程序设计结论参考文献致谢平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅绪论加热炉温度控制的背景及研究状况随着我国国民经济的快速发展，加热炉的应用越来越广泛。加热炉是工业企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽或热水，以满足负荷的需要。它也是个复杂的控制对象，影响加热炉温度恒定的因素很多，因此对加热炉进行控制是工业过程的个重要而且困难的问题。在传统控制方式中，加热炉的电气控制系统普遍采用继电器控制技术，由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，致使控制系统存在许多缺点，如控制系统的体积增大，耗电多，效率不高且易出故障，不能保证正常的工业生产等。近年来随着计算机控制技术的发展，并且各企业重视节源效益，对加热炉生产工艺的不断完善和优化，加热炉生产自动化控制水平也相应提高和不断深入。传统继电器控制技术逐渐被基于计算机技术而产生的控制技术所取代。而本身优异的性能使基于控制的温度控制系统变的经济高效稳定且维护方便。这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有普遍性意义。国际上对加热炉的优化控制开始于年代，我国从年代才开始对这方面进行研究。在钢铁领域，以前人们对加热炉优化控制研究主要集中在钢坯的升温过程的数学模型，炉温优化设定及燃烧控制。近年来智能等优点，而在工业领域得到广泛应用。系统的工作及构建原理图如图所示平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅图加热炉串级系统框图控制方式确定自动控制方式般有两种即开环控制方式和闭环控制方式。开环控制是指控制装置与被控对象之间只有按顺序工作，没有反向联系的控制过程，按照这种方式组成的系统称为开环控制系统，其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响没有自动修正或补偿的能力。闭环控制系统刚好相反，就是被控对象与控制装置之间是有反馈的。这种控制方式能够检测输出计算误差并用以纠正误差，其输出会通过种途径变换后反馈给输入端以备对下次输出结果的调整。因此，闭环控制方式的输出误差较小。综上所述，本设计定采用闭环控制方式。检测元件和执行机构的选择检测元件的选择被控参数以及其他些参数变量的检测和将测量信号传送至控制器是控制系统设计中重要的个环。对被控参数迅速准确的测量是实现高性能控制的重要前提。检测设备主要是根据被检测参数的性质与系统设计的总体考虑来决定。被检测参数性质的不同准确度要求响应速度要求的不同以及对控制性能的要求的不同都影响检测元件的选择，要从工艺的合理性经济性加以考虑。其选择般具有以物料调节阀主调节器管壁炉膛副调节器副测量变送器主测量变送器平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅下原则尽可能的选择测量误差小的测量元件尽可能的选择快速响应的测量元件选择翻遍安装的测量元件④考虑经济以及检测元件的精确度等。本系统需要两个温度传感器个安装在炉膛内，另个安装在出口处。根据检测精度和测量范围以及以上原则等，选用铂热电阻为温度传感器，选择为温度变送器。执行机构的选择由于本设计应用的是电阻丝加热炉，采用的是交流电源作为电阻丝的供应电源，而执行机构主要是用来根据需要来调节电阻丝上的电压从而达到控制加热炉温度的目的。因此对于执行机构的选择选用相对应的型单相交流模块。控制算法的选择和计算控制算法的选择控制算法即所谓的计算机控制，就是按照规定控制技术正逐步被应用到加热炉温度控制中。目前面向节能降耗，提高轧制产品质量和产量设计的加热炉工程控制计算机系统已广泛应用于现代冶金企业的加热炉生产控制中。实现加热炉的自动化能够提高加热炉运行的安全性经济性和劳动生产率改善劳动条件减少运行人员。设计套完善可行的加热炉温度控制系统有其巨大的经济价值环保意义。本课题通过对加热炉进行模型辨识，建立典型加热炉温度串级控制系统的数学模型使用实现控制系统的设计应用组态软件，完成上位机的监控界面的设计。平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅本课题主要研究内容本设计从工业生产的实际需求出发，给出加热炉温度控制的整体方案，该设计的重点放在控制的加热炉温度串级控制的方案设计上。温度控制是加热炉控制的关键，本设计用文献法归纳分析法总结法等，对控制的加热炉温度串级控制系统各模组的指标进行初步分析，编写并优化控制程序，建立串级控制系统的数学模型，设计出控制系统，并根据过程控制基本内容及其控制策略，对加热炉进行模型辨识，建立典型加热炉温度串级控制系统的数学模型使用实现控制系统的设计应用组态软件完成控制的加热炉温度串级控制系统设计。控制系统的总方案设计概述在生产过程中，些复杂的环节往往需要进行串级控制，串级控制就是具有双回路的控制。串级控制系统就其主回路来看是个定值控制系统，而副回路则为个随动系统。以加热炉串级控制系统为例，在控制过程中，副回路起着对炉出口温度的粗调作用，而主回路则完成对炉出口温度的细调任务。与单回路控制系统相比，串级控制系统多用了个测量变送器与个控制器，增加的投资并不多，但控制效果却有显著提高。其原因是在串级控制系统中增加了个包含二次扰动的副回路，使系统改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率对二次干扰有很强的克服能力提高了对次扰动的克服能力和对回路参数变化的自适应能力。在加热炉自动控制系统中，除了应用基于反馈控制原理而设计的各种调节器系统外，计算机技术的应用也越来越普及。由于具有高可靠性易于实添加到右测选定设备列表中将设备管理中的通用串口父设备和三菱拖曳到设备窗口中即可如图所示平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅图设备连接窗口双击设备三菱，弹出设备属性设置对话框，在此进行设备通道的连接。编写控制流程用户脚本程序是由用户编制的用来完成特定操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确快速地掌握和使用。本系统中对取样杆的动作我们选用脚本程序来控制，通过电机的正反转来控制取样机的前进及后退。脚本程序如下所示电机软件的程序设计模块。完成对温度的转换及数字滤波。由特殊模块实现。模拟特殊模块有个输入通道。输入通道接收模拟信号并将其转换成数字量。最大分辨率是位。缓冲存储器的分配。如表所示。部分转换程序，如图所示。平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅表缓冲存储器的分配内容通道初始化，缺省值通道包含采样数，通道用于得到平均结果。通道缺省值设为时，正常通道速度，高速操作可选择图转换程序模块。完成对温度的转换，由特殊模块实现。特殊模块有四个输出通道。输出通道接收数字信号并转换成等价的模块信号，称为转换。最大分辨率是倍。缓冲存储器的分配，如表所示平顶山学院届本科生毕业设计控制的加热炉温度串级控制系统设计毛红梅表缓冲存储器分配表内容输出模式选择，出厂设置数据保持模式，出厂设置，保留输出模式选择。的值使每个通道的模拟输出在电压输出和电流输出之间切换。采用位十六进制数的形式。第位数字是通道的命令，而第二位数字则是通道的命令，依此类推。这个数字的数字值分别代表设置电习中，定可把该系统更加