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1、计算机控制系统实验指导书烟台大学计算机学院一、注意事项计算机控制实验装置提供温度、压力、液位、转速、称重共5种传感、变送器与检测装置,可进行多种参数的检测与控制实验和闭环控制实验。通过智能调节仪的通讯口与上位机通讯。控制参数可以在智能控制仪表中以及上位机中设置。上位软件采用MCGS全中文工控组态软件进行,实现的在线检测、控制、参数修改、数据的存储分析、实时曲线和历史曲线显示和打印。本装置具有多重安全保护,提供IEC标准信号及相关测试点供单片机接入进行编程实验。为正确使用实验装置,阅读如下注意事项:图1-11.不得乱动实验装置
2、,不得随意删除计算机系统软件,违反者实验不得分,负责赔偿损失;2.一定不能带电拔插接线,一定要先连线,检查无误,再开电源;3.认真阅读实验说明,严格按照实验指导书要求操作,未经请示,不得擅自修改实验内容;4.认真填写实验记录;5.实验结束时,先关电源,轻拆线,整理好桌面、连接线,方能离开。系统介绍木装置采用模块化设计,用户可以根据实验需要,选择不同的对象源和智能调节/电源部分搭建实验。1、智能调节/电源部分由智能工业调节仪、电源组成。对实验进行信号的采集和控制,并给对象源提供电源。仪表带RS485串口已转换成RS232串口,
3、可与上位软件构成计算机控制系统。2、温度控制源由实验温度箱、加热器、可控硅调压模块、风扇、温度传感器等组成。可以和智能调节/电源部分组成温度检测和闭环控制系统。提供温度检测:PT100控制信号:0〜10V直流信号温度传感器输出:4〜20mA直流信号3、转速控制源由无刷直流电机、光电转速传感器、转速盘、转速控制板等组成。可以和智能调节/屯源部分组成转速检测和闭环控制实验系统。转速控制源为独立的模块,通过航空插座与控制面板相连。提供转速输出信号:脉冲信号控制信号:0〜10mA直流信号量程:0-3000r/min4、液位.流量、称
4、重控制源由增压泵、实验水箱、电磁阀、液位变送器、称重变送器、电动球阀等组成。可以对实验水箱的液位和流量进行检测和控制,也可以对实验水箱内储水的重量进行称重和控制。提供液位输出信号:4~20mA直流信号称重输出信号:4〜20mA直流信号球阀控制信号:0〜10V直流信号实验一液位传感器标定.液位PID控制实验液位传感器标定实验步骤用通讯线连接控制面板上RS232通讯口至计算机COM1口。2、打开控制面板总电源、打开智能调节仪的电源开关3、点击桌面智能仪表实验软件,选择主菜单中PID控制中的液位PID实验选项,显示如下界面:选择手
5、动控制。进入仪表参数设置:sn设置为33、dip设置为1,dil设置为0,dih设置为504、校准智能仪表液位显示值和水箱标尺液位(1)设置界面“控制百分比”选项,50左右,打开水泵电源,使实验箱进水,手动调节“控制百分比”选项,使液位稳定在0cm时,旋转压力变送器的Z端,使仪表显示为0;(2)设置界而“控制白分比”选项,80左右(最高100),手动调节“控制百分比”选项,使液位稳定在15cm时,旋转压力变送器的G端,使仪表的显示为15o5、手动调节“控制百分比”选项,使水箱液位在0・15(以标尺为准)之间,记下仪表的液位显
6、示值,作出关系图,看看其线性度如何。序号12345678910标尺液位值液位变送器液位值二、液位PID控制•仪表控制实验步骤1.实验目的1)了解P1D控制的原理2)掌握仪表PID控制的P,I,D参数对控制过程的影响3)了解液位PID控制的特性4)了解计算机监督控制系统原理。计算机与仪表之间进行串行通讯。2、实验原理本实验采用智能调节仪的PID控制原理进行液位PID闭环控制。采用通过液位变送器采集实验水箱液位值,送入智能调节仪与设定值进行比较。控制智能调节仪的模拟量输出,来控制阀的开度,改变泵的流量,达到控制液位的忖的。3•实
7、验步gI)先关水泵电源,实验接线不变,跟前相同。2)选择仪表控制,设置液位设定值(参考10),设置仪表参数设置:sn设置为33,opl设置为4,addi•设置为1,dip设置为1,dil设置为0,dih设置为50设置“比例参数P,参考值10”,“积分参数i,参考值80”,“微分参数d,暂定0”3)开水泵电源,观察控制效果。分析动态特性。4)设置不同的PID参数进行控制,观察三个参数对控制效果的影响,分析是否跟所学知识一样。5)改变设定值,观察阶跃响应。4、实验分析分析各纽.PID参数的控制液位曲线,找岀最优控制参数。三、液位
8、PID控制•计算机控制实验步羽1.实验目的了解计算机直接控制系统原理。2、实验原理本实验PID控制采用通过MCGS组态软件脚本语言编写实现的,不是采用的仪表的PID算法,但是数据的输入输出仍然是通过计算机与仪表串行通讯,最后通过仪表来实现的,仪表可以看作是I/O接口。3•实验步骤1)先关水