过程控制系统实习.doc

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1、.目录（一）单回路控制系统一•实验目的2二•实验要求2三•实验设备2四•实验原理3五•实验步骤3六•实验分析5七•实验结果6（二）串级控制系统一•实验目的8二•实验原理8三•实验步骤9四•实验分析10五•实验结果11（三）总结一·实习心得：13..（一）单回路控制系统一·实验目的1·了解单回路液位控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。2·了解单回路压力控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。3·了解单回路流量控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理

2、和工作情况。二·实验要求1·针对过程控制实验装置，了解各个组成部分。2·理解单回路控制系统的控制原理以及PID调节方法。3·画出控制系统方框图，将实验结果附上。4·分析PID参数的作用。5·阐述实验结论。三·实验设备1·压力传感器型号：JYB-KO-HVG2·液位传感器型号：P47-F4Y-2D-1CO-S2763·流量传感器型号：GEMS1739314·电机型号：DP-605·数字显示仪表数模转换器工控机计算机水箱..四·实验原理1·过程控制实验装置流程图2·控制方框图五·实验步骤<1>流量1·按过程控制实验装置流程图熟悉系统的组成。2·检查连接线路和水路。连接管路L3、L4、L5、

3、L6、L7、L8、L9、L10、L11和手动阀F1、F3、F5。..3·检查电源输入、输入输出端子等是否短路，正常后通电，观测流量计的输出以及工控机的模拟输入。4·标定流量测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一阶惯性环节）。5·测试输出电路。6·设定、调整工控机中PID参数。7·给定流量设定值1.5L/min，记录闭环控制曲线。8·改变PID参数，重复7。9·关小阀F5，做扰动实验。<2>压力1·按过程控制实验装置流程熟悉系统的组成。2·检查连接线路和水路。连接管路L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13和阀F4（全开）、F5（半开）。3·检查电源输入、输入输出端子等是

4、否短路，正常后通电，观测压力计的输出以及工控机的模拟输入。4·标定压力测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一阶惯性环节）。5·测试输出电路。6·设定、调整工控机中PID参数。7·给定压力额定值6mbar，记录闭环控制曲线。8·改变PID参数，重复7。9·增加扰动信号（F5开大），做扰动实验。..<3>液位1·按过程控制实验装置流程熟悉系统的组成。2·检查连接线路和水路。连接管路L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L9、L10、L11和手动阀F1、F2(关)、F3、F5。3·检查电源输入、输入输出端子等是否短路，正常后通电，观测超声波传感器的输出以及工控机的模拟输入。4·标

5、定液位测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一阶惯性环节）。5·测试输出电路。6·设定、调整工控机中PID参数。7·给定液位设定值3000mL，记录闭环控制曲线。8·改变PID参数，重复7。9·打开水路调节阀F2，做扰动实验。六·实验分析1·采用PID整定方法2·PID的特点是对克服对象的容量滞后有显著的效果。3·PID适用于负荷变化大，容量滞后大，控制质量要求很高的系统。4·选择PID控制器，只需设置Kp，Ki，Kd的值即:..其中，Kc为控制器的增益，Ki为积分积分增益，Kd为微分增益。Ti和Td分别为积分时间和微分时间，他们都具有时间量纲s和1/s，Δt为采样时间。根据经验

6、法试直可得出流量控制系统的Kc,Ki,Kd直即：Kc=12Ki=4Kd=0.5根据经验法试直可得出压力控制系统的Kc,Ki,Kd直即：Kc=2.5Ki=0.5Kd=0.005根据经验法试直可得出液位控制系统的Kc,Ki,Kd直即：Kc=1.355Ki=0.0028Kd=0.0007七·实验结果流量..压力液位..（二）串级控制系统一·实验目的了解串级控制系统的基本原理及其组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。二·实验原理1•过程控制实验装置流程图2·串级控制系统的控制框图如下：..串级控制的目的是抵抗二次扰动。以本次实验为例，液位－流量的串级控

7、制，由于流量的波动，可以改变流量前向通路的阀门开度模拟加入一个流量扰动信号（即上图中所示的f2），可以视为二次扰动，外环为液位环，为了快速克服流量所带来的二次扰动，加入环是非常必要的。泻水阀门变化导致的液位突变等因素作为一次扰动，主控制器完全能够克服它们带来的影响。三·实验步骤1·按图5-2熟悉系统的组成。2·检查连接线路和水路棗连接管路L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11和手动阀F1、F2（关）、F3、F5。3·检查电源输