过程控制系统专题实验内容.doc

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1、现场总线与分布式控制系统专题实验一、实验目的和任务性质：分布式控制系统专题实验是一门重要的实践课程目的：培养学生分析问题、解决问题的能力。提高学生的实际动手能力，使学生养成良好的系统设计风格。任务：熟练掌握组态软件，能理论联系实际完成好实验题目。使学生深刻理解在系统设计过程中，怎样设计系统才能达到最好的效果，目的是什么。二、实验基本要求1．熟练掌握“组态王”软件的应用2．熟练掌握三阶液位控制系统的系统调试3．按要求，完成实验题目三、实验内容与要求使用的主要仪器：计算机、RS485通讯卡、三阶液位控制系统、“组态王”6.5软件。实验名称：基于

2、“组态王”的液位控制系统实验目的：熟练掌握“组态王”软件的应用，培养学生分析问题，解决问题的能力。提高动手能力，养成良好的系统设计风格。要求：熟练掌握“组态王”软件，利用“组态王”软件设计友好的控制监控界面并能实现实时监控；实验内容：（1）基于“组态王”的液位控制系统是一个分布式控制系统，请用文字和图表设计说明该系统的硬件组成；（2）利用“组态王”软件模拟系统运行：a.利用“组态王”软件设置三阶液位控制系统的组态，实现硬件的组成和软件状态设置；b.利用组态王软件设计优美的三阶液位控制系统界面并能实现实时监控（包括实时控制画面、报警指示灯也可

3、以加声音等）；历史曲线统计棒图饼图等。c.模拟监控系统的运行，要求画面美观大方、运行时形象逼真；d.系统联调:1）熟悉液位控制系统的操作方法与步骤。2）利用“组态王”软件画出液位控制系统工艺流程图，连接控制系统。3）适量增加(减少)给定值，观察液位变化，组态画面中曲线变化，跟踪情况及仪表上数值的变化。4）观察电动调节阀的开度变化规律。5）改变几组PID参数，领会其对控制系统的影响。6）观察控制效果，分析控制数据。7)利用手动阀加扰动，观察液位控制系统的调节过程。实验报告要求1．画出三容水箱液位定值控制实验的结构框图。2．用实验方法确定调节器

4、的相关参数，并写出整定过程。3．根据实验数据和曲线，分析三阶系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。4．比较在相同的阶跃扰动下不同PID参数对系统性能产生的影响。5．比较在相同的PID参数下，阶跃扰动作用在不同位置对系统性能产生的影响。6．分析P、PI、PD、PID四种控制方式对本实验系统的作用。7．综合分析五种控制方案的实验效果。思考题1．为什么对三个水箱的出水阀开度大小要求不同？2．改变比例度δ和积分时间TI对系统的性能产生什么影响？3．如果在相同阶跃信号作用下，要求系统的被控制量具有与前面两个实验完全相同的动态性能指标，本实验中调节器的P

5、ID参数应如何设置？“组态王”软件设计的实时监控界面四、实验报告要求1．分组与验收实验按小组进行，每组不超过2人，实验经指导老师验收合格方可通过，每组提交一份实验报告。2．实验报告封面要求：1）专题实验名称2）姓名，学号，班级，手机号3）实验指导老师4）实验地点5）提交报告时间内容要求：1）硬件系统构成。2）软件系统安装方法。3）应用”组态王”软件进行监控画面的设计过程。2）程序的设计过程，PID算法及优化算法、滤波、采样频率、数字采集卡的读写等关键部分要做重点说明。3）PID参数的整定规律与结果分析。4）保存最佳的时实控制画面。5）设计与

6、调试过程中遇到的问题与解决方法。6）程序清单（必须加注中文注释）。7）实验总结。六、实验评分标准实验成绩根据每组同学的基本概念掌握，实验动手参与，实验完成情况，实验报告4部分综合评定。