《过程控制系统》22实验报告

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1、过程控制系统实验报告时间：2015/2016学年二学期专业：电气工程及其自动化班级：电气（二）班姓名：寸永泽学号：201301030530红河学院电气工程实验教学中心过程控制系统实验报告部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日姓名寸永泽学号201301030530班级2班成绩实验名称单容水箱液位定值控制实验学时课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统实验目的1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。3、定性地研究P、PI和

2、PID调节器的参数对系统性能的影响一、实验仪器与设备A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表二、实验要求1、使用比例控制进行单溶液位进行控制，要求能够得到稳定曲线，以及震荡曲线。2、使用比例积分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行比较。3、使用比例积分微分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行比较。三、实验原理(1)控制系统结构单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P,PI，PD控制器特性。控制逻辑如图1所示：LT101图1单容液位定值控制

3、实验QohQiLIC101FV101给定值干扰水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI,PID控制，看控制效果，进行比较。控制策略使用PI、PD、PID调节。(2)控制系统接线表测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端口使用ADAM端口锅炉液位LT101AI0AI0调节阀FV101AO0AO0四、实验内容与步骤本实验选择中水箱作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水量，打开手动调节阀JV101，调节JV103开度（可以稍微大一些），其余阀门关闭。连

4、接好仪表后，打开电源，启动计算机组态，分别按实验要求进行实验。具体步骤如下：1.比例调节控制：设置参数P,I设置到最大，D=0。观察计算机显示屏上的曲线，待被调参数基本稳定于给定值后，可以开始加干扰实验：①减小P重复步骤1，观察过渡过程曲线，并记录余差大小；②增大P重复步骤5，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。选择合适的P,可以得到合适的曲线。2.比例积分调节器控制：在比例调节实验的基础上，加入积分作用，即把“I”（积分器）由最大处设定到中间某一个值，观察被控制量是否能回到设定值，以验证PI控制下，系

5、统对阶跃扰动无余差存在。①固定比例P值(中等大小)，改变PI调节器的积分时间常数值Ti；②固定于某一中间值，然后改变P的大小。根据以上两种情况，观察调量的输出波形并记录不同Ti值时的超调量σp。选择合适的P和Ti值，可以得到合适的波形。3.比例积分微分调节(PID)控制：在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，即把在仪表上设置D参数，然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线，并与实验（二）PI控制下的曲线相比较，由此可看到微分D对系统性能的影响。选择合适的P、T

6、i和Td，使系统的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线(阶跃输入可由给定值从50%突变至60%来实现)。在历史曲线中选择一条较满意的过渡过程曲线进行记录。4．用临界比例度发来整定调节器参数五、实验结果记录及处理P=0.5I=20000P=1.5I=25000P=0.7I=21000过程控制系统实验报告部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日姓名寸永泽学号201301030530班级2班成绩实验名称单溶液位调节阀控制实验学时2课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制目的1、掌握单回路控制的特

7、点。2、了解PI控制特点，以及对控制效果的评价。3、掌握通过调节阀控制流量的原理和操作。一、实验仪器与设备A3000现场系统，任何一个控制系统二、实验要求1、使用比例控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线，以及震荡曲线。2、使用积分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行比较。三、实验原理1、如图所示为调节阀流量控制实验逻辑关系图：图1流量计流量定值控制实验FT102定值FIC101FV101该控制逻辑是一个经典的单回路流量控制系统。单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调

8、节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的恒定参数是管道流量，即控制的任务是控制流量等于给定值所要求的大小。根据控制框图，这是一个闭环反馈型单回路流量控制，采用PID控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果