基于HC900系统的水箱温度前馈--反馈控制系统.doc

摘 要:本次设计的题目是基于HC900系统的水箱温度前馈—反馈控制系统。此次设计中以双容水箱液位控制系统作为研究对象。而双容水箱液位控制系统是采用先进的控制算法完成对液位的控制系统，它在食品加工、溶液过滤、化工生产等多种行业的生产加工过程中都有广泛应用。而实际操作中管道内的流量、阀门的开度、环境变动等因素都会对液位的控制产生诸多干扰。此课题的研究也是为了能提高一些行业在生产力。

针对此次研究对象设计的基于HC900系统的水箱温度前馈—反馈控制系统，采用的下位机是霍尼韦尔推出的HC900系列PLC控制器和浙江中控科教仪器设备有限公司的CS4000高级过程控制实验装置，采用的上位机则是由混合控制组态软件(Hybrid Control Designer)和station软件实现程序编写和数据采集，并进行集中管理和实时监测。水箱内的实时温度经过温度传感器、温度传感器将模拟量传送给PLC的模拟量输入模块，模拟量输入模块将模拟量转换成数字量送到PLC内部进行PID控制调节，再由模拟量输出模块将数字量转换为模拟量输出控制调压模块的调压值，从而控制电加热管的加热功率。同时选定影响水温较大的干扰变量，通过前馈控制的作用抑制干扰对温度的影响，以达到水箱内温度稳定的控制。

关键词：水箱温度；干扰；前馈—反馈

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 过程控制简述-1

1.2 背景知识-1

1.3 课题研究主要内容和目的-2

1.4 研究意义-3

第2章 水箱建模-5

2.1 数学模型的建立-5

2.1.1 过程建模的意义和目的-5

2.1.2 建模的方法和步骤-5

2.2 水箱数学模型-6

2.3 实验数据的采集和处理-7

2.3.1 软件介绍-7

2.3.2 对象通道的参数确定-8

第3章 前馈反馈控制设计及仿真-11

3.1 前馈控制系统-11

3.1.1 前馈控制的基本原理-11

3.1.2 前馈控制系统的特点-13

3.2 反馈控制系统-13

3.2.1 反馈控制的定义-13

3.2.2 反馈控制的特点和缺点-13

3.3 前馈反馈控制系统-13

3.3.1 前馈反馈控制原理-13

3.3.2 控制方案的选择-14

3.3.3 控制方案的设计-14

3.4 控制方案的论证-15

3.4.1 控制方案的可靠性-15

3.4.2 控制方案的安全性-15

3.4.3 控制方案的经济性-16

第4章 结果验证-17

4.1 纯反馈系统实时监测-17

4.1.1 控制程序-17

4.1.2监测结果-18

4.2 前馈—反馈系统实时监测-19

4.2.1 控制程序-19

4.2.2 监测结果-20

第5章 结论-21

参考文献-23

致谢-25