控制系统综合实验-yzb

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1、仪“扮力上0综合实验报告（2014—2015年度第1学期）名称：控制系统综合实验题目：水位控制系统综合实验院系：控制与计算机工程学院班级：口动化1103学号：201102020327学生姓名：叶柱彬指导教师：魏乐设计周数：］周成绩：口期:2015年1月14口一、综合实验的目的与要求本综合实验是自动化专业的实践环节。通过木实践环节，使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。1.了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。2

2、.学会数字控制器组态方法。3.掌握控制系统整定方法，熟悉工程整定的全部内容。二、实验正文1.实验设备紧凑型过程控制系统；上位机2.液位控制系统2.1液位控制系统流程图，如图110—J液位传感器PID控制器图1液位控制系统流程图2.2液位控制系统流程如图1所示，被控对象为水箱2,被控参数为水箱2的液位，执行器为水泵。水泵将水箱1的液体输送到水箱2,水箱2的液位通过水箱上方的超声波传感器测得，并将信号输入到控制器，控制器将测量信号与给定信号比较运算后，向水泵发出控制信号，控制水泵的转速，使液位控制在给定数值上。2.3控制系统原理图，如图2

3、广义被控对象图2控制系统原理图1.使过程控制系统工作在液位控制状态打开手动阀2#和4#,具他手动阀关闭。确认工作流程如图1所示。2.数字控制器纽态4」打开控制器电源，等待约10秒钟，控制器处于正常状态。4.2控制器组态同时按控制器“SELECT”键和“ENTER”键持续5秒,控制器进入组态界面,显示组态菜单。如果显示“Remote”,则说明控制器正在rfl上位机控制，须通过“SELECT”键选择“Local”项并由“ENTER”键确认,显示屏才显示主菜单的“StroMenu”项。如果进入纽态界面时，液晶屏显示主菜单的“StroMenu"

4、项，可直接组态。纽态内容见表1,没有标出数值的参数可由“ENTER”键直接确认。表1控制器组态清单主菜单StructureInput1ControllerOutputAdd.MenuEnd结构输入1控制器输出附加菜单结束Standard0一20mAKpl：ContinSeria：remote标准信号类型放大倍数连续信号串口:no开方函数Tr：0-10VBd：9600PVh：340积分时间信号类型波特率显示上限PV1：・199.9Td：0COh：100Par：cvcn显示下限微分时间操作值上限奇偶校验子—SPh：180给定值上限Pdb：0

5、.001CO1：0Adr：0001采单SP1：0死区操作值下限口地址给定值下限A1:absCOO：Inv：noEnd报警方式PV十：180报警上限PV-：0报警下限Hy：1.0报警滞后Fgl：20滤波器频率工作点操作器反作用附加菜单结束1.求取对彖动态特性5.1打开上位机，选择不还原系统，在Windows窗口下双击“EzDDE”图标，即打开通信软件，并使弹出的窗口最小化。5.2打开测量监控系统主界面，在主界面上点击“测屋”按钮，进入测量监控子界面。5.3将白动切为手动状态，输入Y=55（执行器输出为55%）,观察水位输出

6、11

7、线。5.

8、4当水位趋势平稳时，加入幅度为15的阶跃值（Y=70）,观察水位输出曲线。5.5待水位趋势平稳后，点击“历史趋势”按钮，转至历史趋势画面。点击“刷新”按钮显示整个过程曲线。5.6将阶跃扰动下的上升Illi线按点描绘在坐标纸上，过程］11

9、线见附图1,用切线法求収对彖动态特性参数（t、T、K）,小数点保留一位。由图得出:y（8）=81.4mm,y（0）=56.8mm,T=】12.130s,=2.598soy(oo)-y(0)Aw=2.461.按工程整定法，使用PI调节器，求出调节器的初设参数（Kp、Ti）（动态特性参数法）。X*0022K

10、p=15.873Ti=3.3=&5732.调节器参数整定7.1在监控画面点击“配置”（“配置”字体变亮），设置K、Tr（即6中求出的Kp、Ti）。7.2点击“过程”（“过程”字体变亮），设置“给定值”为90（观察在5屮得到输出水位的稳态值，设置给定值吋尽量接近这个值），将手动切为口动。7.3待水位平稳后，加给定值扰动△S=30（保证水位在90-140mm之间变动），现设置“给定值”为120,观察水位变化情况。7.4观察阶跃响应Oil线是否符合要求。如果不符合要求，依照调节器各参数对调节过程的影响，改变相应的调节参数，重复7.1—7.3内

11、容。7.5调节过程满足要求后，记下K、Tr,并记录曲线，求出超调最、过渡过程时间、最人动态偏羌。过程曲线见附图2,K=2.0,Tr=8.6y（°°）=89.8mm,最人动态偏羌：yl=100・89.8=10