过程控制仪表实验报告
过程控制实验(测控、智能)
第一节锅炉内胆温度特性的测试一、实验目的1．了解锅炉内胆温度特性测试系统的组成原理。
2．掌握锅炉内胆温度特性的测试方法。
二、实验设备（同前）三、实验原理图2-13 锅炉内胆温度特性测试系统(a)结构图 (b)方框图由图2-13可知，本实验的被测对象为锅炉内胆的水温，通过调节器“手动”输出，控制三相电加热管的端电压，从而达到控制锅炉内胆水温的目的。
锅炉内胆水温的动态变化过程可用一阶常微分方程来描述，即其数学模型为一阶惯性环节。
可以采用两种方案对锅炉内胆的温度特性进行测试：（一）锅炉夹套不加冷却水将锅炉内胆加适量水，手动操作调节器的输出，使三相可控硅调压模块的输出电压为80～100V左右。
此电压加在加热管两端，内胆中的水温因而逐渐上升。
当内胆中的水温上升到某一值时，水的吸热和放热过程趋于平衡，从而使内胆中的水温达到某一值。
（二）锅炉夹套加冷却水当锅炉夹套中注满冷却水，这相当于改变了锅炉内胆环境的温度，使其散热作用增强。
显然，要维持内胆原有的水温，则必须提高三相调压模块的输出电压，即增加调节器的输出值。
四、实验内容与步骤本实验仅以智能仪表控制为例，其余几种控制方案可仿照智能仪表控制自行设计系统、组态和实验。
1．本实验选择锅炉内胆水温作为被测对象，实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F2-1、F2-6、F1-13全开，将锅炉出水阀门F2-12、F2-11关闭，其余阀门也关闭。
将变频器的A、B、C三端连接到三相磁力驱动泵（220V），手动调节变频器频率，给锅炉内胆贮一定的水量（要求至少高于液位指示玻璃管的红线位置），然后关闭阀F1-13，打开阀F1-12，为夹套供水作好准备。
2．将SA-12挂件挂到屏上，并将挂件的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上，将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口1，并按照下面的控制屏接线图2-14连接实验系统。
智能仪表1常用参数设置如下，其他参数按照默认设置：HIAL=9999，LoAL=-1999,dHAL=9999, dLAL =9999, dF=0, CtrL=1,Sn=21, dIP =1, dIL =0, dIH =100, oP1=4, oPL=0, oPH=100,CF=0,Addr=1,bAud=9600。
过程控制实验报告
过程控制实验报告过程控制实验报告引言：过程控制是一种重要的工程控制方法，广泛应用于工业生产、环境保护、交通运输等各个领域。
本实验旨在通过对过程控制的实际操作，理解和掌握过程控制的基本原理和方法。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个简单的过程控制系统，了解过程控制的基本概念和原理，并通过实际操作掌握过程控制的方法和技巧。
二、实验装置和原理实验所用的装置是一个温度控制系统，由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器负责测量温度，控制器根据测量值与设定值的差异来控制执行器的动作，从而实现温度的控制。
三、实验步骤1. 将温度传感器安装在被控温度区域，并连接到控制器上。
2. 设置控制器的参数，包括设定值、比例系数、积分时间和微分时间等。
3. 打开控制器，开始实验。
观察温度的变化过程，并记录实验数据。
4. 根据实验数据分析控制效果，并对控制器的参数进行调整，以达到更好的控制效果。
5. 重复步骤3和4，直到达到满意的控制效果。
四、实验结果与分析在实验过程中，我们观察到温度的变化过程，并记录了实验数据。
通过对实验数据的分析，我们可以评估控制效果的好坏，并对控制器的参数进行调整。
五、实验总结与体会通过本次实验，我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
实践操作使我们更加熟悉了过程控制的过程和技巧。
同时，我们也体会到了过程控制在工程实践中的重要性和应用价值。
六、实验改进与展望本次实验中，我们采用了简单的温度控制系统进行实验。
未来可以进一步扩展实验内容，涉及到其他参数的控制，如压力、流量等，以更全面地了解过程控制的应用。
结语：过程控制是一门重要的工程学科，对于提高生产效率、保护环境、提升产品质量等方面具有重要意义。
通过本次实验，我们对过程控制的原理和方法有了更深入的理解，为今后的工程实践打下了坚实的基础。
希望通过不断学习和实践，我们能够在工程领域中运用过程控制的知识，为社会发展做出更大的贡献。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告实验报告：过程控制系统一、引言过程控制系统是指对工业过程中的物理、化学、机械等变量进行监控和调节的系统。
它能够实时采集与处理各种信号，根据设定的控制策略对工业过程进行监控与调节，以达到所需的目标。
在工业生产中，过程控制系统起到了至关重要的作用。
本实验旨在了解过程控制系统的基本原理、组成以及操作。
二、实验内容1.过程控制系统的组成及原理；2.过程控制系统的搭建与调节；3.过程控制系统的优化优化。
三、实验步骤1.复习过程控制系统的原理和基本组成；2.使用PLC等软件和硬件搭建简单的过程控制系统；3.设计一个调节过程，如温度控制或液位控制，调节系统的参数；4.通过修改控制算法和调整参数，优化过程控制系统的性能；5.记录实验数据并进行分析。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们搭建了一个温度控制系统，通过控制加热器的功率来调节温度。
在调节过程中，我们使用了PID控制算法，并调整了参数，包括比例、积分和微分。
通过观察实验数据，我们可以看到温度的稳定性随着PID参数的调整而改变。
当PID参数调整合适时，温度能够在设定值附近波动较小，实现了较好的控制效果。
在优化过程中，我们尝试了不同的控制算法和参数，比较了它们的性能差异。
实验结果表明，在一些情况下，改变控制算法和参数可以显著提高过程控制系统的性能。
通过优化，我们实现了更快的响应时间和更小的稳定偏差，提高了系统的稳定性和控制精度。
五、结论与总结通过本次实验，我们了解了过程控制系统的基本原理、组成和操作方法。
我们掌握了搭建过程控制系统、调节参数以及优化性能的技巧。
实验结果表明，合理的控制算法和参数选择可以显著提高过程控制系统的性能，实现更好的控制效果。
然而，本次实验还存在一些不足之处。
首先，在系统搭建过程中，可能由于设备和软件的限制，无法完全模拟实际的工业过程。
其次，实验涉及到的控制算法和参数调节方法较为简单，在实际工程中可能需要更为复杂和精细的控制策略。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告一、实验目的过程控制系统实验旨在通过实际操作和观察，深入理解过程控制系统的组成、工作原理和性能特点，掌握常见的控制算法和参数整定方法，培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、实验设备1、过程控制实验装置包括水箱、水泵、调节阀、传感器（液位传感器、温度传感器等）、控制器（可编程控制器 PLC 或工业控制计算机）等。
2、计算机及相关软件用于编程、监控和数据采集分析。
三、实验原理过程控制系统是指对工业生产过程中的某个物理量（如温度、压力、液位、流量等）进行自动控制，使其保持在期望的设定值附近。
其基本原理是通过传感器检测被控量的实际值，将其与设定值进行比较，产生偏差信号，控制器根据偏差信号按照一定的控制算法计算出控制量，通过执行机构（如调节阀、电机等）作用于被控对象，从而实现对被控量的控制。
常见的控制算法包括比例（P）控制、积分（I）控制、微分（D）控制及其组合（如 PID 控制）。
四、实验内容及步骤1、单回路液位控制系统实验（1）系统组成及连接将液位传感器安装在水箱上，调节阀与水泵相连，控制器与传感器和调节阀连接，计算机与控制器通信。
（2）参数设置在控制器中设置液位设定值、控制算法（如 PID）的参数等。
（3）系统运行启动水泵，观察液位的变化，通过控制器的调节使液位稳定在设定值附近。
（4）数据采集与分析利用计算机采集液位的实际值和控制量的数据，绘制曲线，分析系统的稳定性、快速性和准确性。
2、温度控制系统实验（1）系统组成与连接类似液位控制系统，将温度传感器安装在加热装置上，调节阀控制加热功率。
设置温度设定值和控制算法参数。
（3）运行与数据采集分析启动加热装置，观察温度变化，采集数据并分析。
五、实验数据及结果分析1、单回路液位控制系统（1）实验数据记录不同时刻的液位实际值和控制量。
（2）结果分析稳定性分析：观察液位是否在设定值附近波动，波动范围是否在允许范围内。
快速性分析：计算液位达到设定值所需的时间。
过程控制控实验报告
过程控制控实验报告实验⼀单容⾃衡⽔箱特性的测试⼀、实验⽬的1. a 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，⽤相应的⽅法确定被测对象的特征参数K 、T 和传递函数。
⼆、实验设备1. A3000⾼级过程控制实验系统2. 计算机及相关软件三、实验原理由图2.1可知，对象的被控制量为⽔箱的液位h ，控制量（输⼊量）是流⼊⽔箱中的流量Q 1，Q 2为流出⽔箱的流量。
⼿动阀QV105和闸板QV116的开度（5~10毫⽶）都为定值。
根据物料平衡关系，在平衡状态时：0Q Q 2010=- （1）动态时则有： dtdVQ Q 21=- （2）式中V 为⽔箱的贮⽔容积，dtdV为⽔贮存量的变化率，它与h 的关系为Adh dV =，即：dtdhA dt dV = （3） A 为⽔箱的底⾯积。
把式（3）代⼊式（2）得：QV116V104V103hh QV105QV102P102LT103LICA 103FV101MQ 1Q 2图2.1单容⽔箱特性测试结构图图2.2 单容⽔箱的单调上升指数曲线dtdhA=-21Q Q （4）基于S 2R h Q =，R S 为闸板QV116的液阻，则上式可改写为dtdhA R h Q S =-1，即：或写作：1)()(1+=TS Ks Q s H （5）式中T=AR S ，它与⽔箱的底积A 和V 2的R S 有关；K=R S 。
式（5）就是单容⽔箱的传递函数。
若令SR s Q 01)(=，R 0=常数，则式（5）可改为： TS KR S R K S R T S T K s H 0011/)(0+-=?+= 对上式取拉⽒反变换得： )e -(1KR h(t)t/T0-= （6）当∞→t 时0KR )h(=∞，因⽽有=∞=0R )h(K 阶跃输⼊输出稳态值。
当t=T 时，则)h(KR )e-(1KR h(T) 001∞===-0.6320.632。
式（6）表⽰⼀阶惯性环节的响应曲线是⼀单调上升的指数函数，如图2.2所⽰。
杭电过程控制实验报告
过程控制实验报告班级：组号：组员：年月日实验一、水箱液位定值控制实验一、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PID调节器的参数对系统性能的影响。
二、面板位图与实验电气连接图1、实验面板位图实验面板位图如图1-1，图1-2，图1-3所示图1-1、传感器执行器位图图1-2、电源面板位图2、实验电气接线图3、实验信号实物连接图图1-5、实验信号实物连接图三、实验原理图1-6、实验控制框图1-6为单回路水箱液位控制系统，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液位的给定高度，即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。
根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用工业智能仪表控制。
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。
因此当一个单回路控制系统组成好以后，如何整定好控制器的参数是一个很重要的实际问题。
一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。
四、实验内容和步骤1、系统连线（1）将系统的所有电源开关打在关的位置。
（2）按照实验电气图将系统接好2、仪表操作按照实验手册设置相应参数：主要包括Inp 33；SCL 0 ; SCH 650.03、启动实验装置4、实验内容（一）比例调节（P）控制（1）启动计算机MCGS软件，进入实验系统选择水箱液位定值控制实验（2）按下水泵1启动按钮，启动水泵1，进行实验。
（3）设定给定值30，设置P（20）参数，将I（9999）参数设置为最大值，D参数设置为0，观察屏幕上的曲线，待被调参数基本稳定于给定值后，可以开始加干扰实验。
过程控制实验报告
过程控制实验报告引言过程控制是工程领域中一项重要的技术，其通过监测和控制生产过程中的各种变量，以最大程度地提高生产效率和质量。
本文将介绍一项涉及过程控制的实验，并分析实验结果以及对于工业生产的意义。
实验目的本次实验的目的是通过模拟实际工业生产过程，在实验室环境中对过程控制进行验证和学习。
该实验旨在通过控制设备和监测仪器，了解过程控制在工业生产中的应用，并且掌握相关的理论知识和实际操作经验。
实验设备和材料本次实验使用的设备包括温度传感器、压力传感器、流量计、控制阀和数据采集系统等。
实验所需材料有水、气体和一种特定化学品。
实验步骤1. 实验前准备：清洁实验设备，确保其正常工作状态。
检查传感器和控制阀的准确性和灵敏度。
2. 确定实验参数：选择要监测和控制的变量，比如温度、压力和流量。
根据设计要求设置合理的上限和下限。
3. 运行实验：通过控制阀控制流量和压力，同时记录设备的实际参数。
4. 数据采集：使用数据采集系统实时记录和保存实验过程中的各种参数数据。
5. 数据分析：将实验中收集到的数据进行整理和分析，比较设定值和实际值之间的偏差，并进行统计学处理。
实验结果和讨论根据实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 过程控制对于维持稳定的生产工艺非常重要。
通过对温度、压力和流量的控制，我们可以确保产品的质量和一致性。
2. 传感器的精确度对过程控制的结果有直接影响。
不准确的传感器可能导致控制误差，从而影响产品的质量。
3. 过程控制需要根据实际情况进行调整和优化。
在实验中，我们可以通过改变控制阀的开度和调整设定值来实现更好的控制效果。
4. 数据采集和分析的重要性不可忽视。
通过收集和分析实验数据，我们可以及时发现问题并采取措施进行调整，从而提高系统的稳定性和可靠性。
总结通过本次实验，我们对过程控制的原理和应用有了更深入的了解。
过程控制在工业生产中起着关键作用，它可以提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量，并且减少对环境的影响。
仪表实验报告
实验一温度控制系统（一）一、实验目的1、了解温度控制系统的组成环节和各环节的作用。
2、观察比例、积分、微分控制规律的作用，并比较其余差及稳定性。
3、观察放大倍数P、积分时间I、微分时间dt对控制系统（闭环特性）控制品质的影响。
二、温度控制系统的组成电动温度控制系统是过程控制系统中常见的一种，其作用是通过一套自动控制装置，见图1，使炉温自动维持在给定值。
图1 温度控制系统炉温的变化由热电偶测量，并通过电动温度变送器转化为标准信号4～20mA直流电流信号，传送到电子电位差计进行记录，同时传送给电动控制器，控制器按偏差的大小、方向，通过预定控制规律的运算后，输出4～20mA直流电流信号给可控硅电压调整器，通过控制可控硅的导通角，以调节加到电炉（电烙铁）电热元件上的交流电压，消除由于干扰产生的炉温变化，稳定炉温，实现自动控制。
三、实验内容1、在相同扰动作用下，作出两条不同比例度的纯比例温度控制动态曲线，综合分析比例度对控制系统的影响。
2、在相同扰动作用下，作出两条相同比例度不同积分时间的比例积分温度控制动态曲线，分析积分时间对控制系统的影响3、作出比例积分微分温度控制动态曲线，综合分析微分时间对控制系统的影响。
4、观察小比例度时的温度两只动态曲线，综合分析原因。
四、实验步骤1、观察系统各环节的结构、型号、电路的连接，熟悉可控硅电压调整器和电动控制器上各开关、旋钮的作用。
2、控制系统闭环特性的测定：在以下实验中使用的P1 ，P2 ，I1，I2 ，dt1，Cr1的具体数值由各套实验装置具体提供。
（1）考察比例作用将δ置于某值P1 ，积分时间置最大（I=999），微分时间dt置于提供值不变，Cr1置于7，将干扰开关从“短”切向“干扰”，产生一个阶跃干扰（此时为反向干扰），同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录阶跃干扰加入的时刻，观察并记录在纯比例作用下达到稳定的时间及余差大小。
（2）考察积分作用保持P=P1不变，置I=I1，同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录积分作用加入的时刻，注意观察积分作用如何消除余差，直到过程基本稳定。
过程控制实验报告
2
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水箱水位
LT1读数
(cm)
3.66
3.74
3.82
3.92
4.05
4.14
4.2
4.3
4.36
4.5
4.63
4.73
等到进入新的平衡状态后，再记录测量数据，并填入下表：
变频器输出频率f
PID输出Vo
水箱水位高度LT1显示值
HZ
v
cm
20.6
1.80
7.42
GK-02、GK-03、GK-04(两台)、GK-07
2、万用电表一只、计算机系统
三、实验原理
单回路控制系统解决了工业生产过程中大量的参数定值控制问题。
1、串级控制系统的结构
图3-1、串级控制系统结构
如图所示，串级控制系统是指不止采用一个调节器，而是将两个或几个调节器相串联，并将一个调节器的输出作为下一个调节器设定值的控制系统。
实验一、单容水箱对象特性的了解和了解调整位式调节器、智测试
一、实验目的
1、了解单容水箱的自衡特性。
2、掌握单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
二、实验设备
1、THKGK-1型过程控制实验装置：
GK-02 GK-03 GKHale Waihona Puke 04 GK-072、万用表一只
3、计算机及上位机软件
三、实验原理
阶跃响应测试法是被控对象在开环运行状况下，待工况稳定后，通过调节器手动改变对象的输入信号（阶跃信号）。同时，记录对象的输出数据和阶跃响应曲线，然后根据给定对象模型的结构形式，对实验数据进行合理的处理，确定模型中的相关参数。
过程检测技术及仪表实训报告
过程检测技术及仪表实训报告实训背景和目的随着工业生产的不断发展，过程检测技术及仪表在各个领域的应用越来越广泛。
为了更好地掌握过程检测技术及仪表的基本知识和技能，提高实际操作能力，我们进行了为期一周的过程检测技术及仪表实训。
本次实训旨在让我们了解过程检测技术及仪表的基本原理和应用，掌握相关设备的操作和维护方法，培养我们的实践能力和创新精神。
过程检测技术概述过程检测技术是指通过各种传感器、仪表及检测设备，对生产过程中的物理、化学参数进行监测、控制和优化，以达到提高产品质量、降低生产成本、保护环境等目的。
过程检测技术广泛应用于化工、石油、食品、医药等行业，对于保证生产过程的稳定性和安全性具有重要意义。
仪表基础知识仪表是过程检测技术的重要组成部分，是实现过程控制的基础。
本次实训涉及的仪表主要包括压力表、温度计、流量计、物位计等。
这些仪表的主要功能是感受和测量生产过程中的各种参数，并将测量结果转化为易于识别的信号，传递给控制系统进行处理。
实训设备与工具本次实训所用的设备包括压力表、温度计、流量计、物位计等，以及相应的连接管道、阀门、电源等辅助设备。
同时，我们还使用了多种工具，如螺丝刀、扳手、钳子等，以便更好地进行实际操作。
实训方法和步骤本次实训采用分组进行的方式，每组同学根据指导老师的安排，分别进行不同类型仪表的实际操作和数据记录。
具体步骤如下：（1）指导老师讲解实训内容和安全注意事项；（2）分组进行不同类型仪表的实际操作和数据记录；（3）指导老师对同学们的实操过程和结果进行点评和指导；（4）同学们整理实训数据，撰写实训报告。
实训数据记录与处理在实训过程中，我们记录了各种仪表的测量数据，包括压力、温度、流量、物位等。
同时，我们还对数据进行了一定的处理和分析，如计算平均值、最大值、最小值等统计数据，以便更好地评估实训结果。
实训结果分析与评估根据实训数据记录和处理结果，我们对实训过程和结果进行了分析和评估。
通过对比不同类型仪表的测量结果，我们可以发现它们之间的差异和优劣。
过程控制系统实验报告
过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。
本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人材为出发点。
实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。
仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS 工控组态软件。
对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开辟，如PLC 控制、DCS 控制开辟等。
学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。
同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开辟的平台。
本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC 三部份组成。
由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接， 4.5 千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成)，压力容器组成。
用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。
水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。
二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。
锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层(内胆)和冷却层(夹套)。
做温度定值实验时，可用冷却循环水匡助散热。
加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。
采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。
整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。
为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。
检测上、下二个水箱的液位。
其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0~1.6KPa，精度：0.5 。
输出信号：4~20mA DC。
LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4~20mA DC本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。
过程控制实验报告
过程控制实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是了解过程控制的基本概念和方法，学习使用PLC编程软件进行程序设计和调试，掌握PID控制算法及其在工业生产中的应用。
二、实验器材1. PLC编程软件2. 工业自动化控制箱3. 电机驱动器4. 温度传感器三、实验原理1. 过程控制：指对某一物理或化学过程进行监测和调节，以达到预期的结果。
2. PID控制算法：PID是比例、积分、微分三个英文单词的缩写。
PID 控制算法通过对反馈信号进行处理，计算出误差值，并根据误差值来调整输出信号，从而达到对被控对象进行精确调节的目的。
四、实验步骤1. 搭建实验装置：将温度传感器安装在被测物体上，并将电机驱动器与被测物体相连。
2. 编写PLC程序：使用PLC编程软件编写程序，对温度传感器采集到的数据进行处理并输出给电机驱动器。
3. 调试程序：在调试模式下运行程序，观察温度变化情况，并根据实际情况进行调整，使温度保持在设定值范围内。
4. 记录实验数据：记录温度传感器采集到的数据及程序调试过程中的各种参数和结果。
五、实验结果分析通过本次实验，我们成功地搭建了一个过程控制装置，并使用PID控制算法对被测物体进行了精确控制。
在调试程序的过程中，我们发现PID控制算法具有较高的精度和稳定性，在工业生产中得到了广泛的应用。
六、实验总结本次实验通过对过程控制和PID控制算法的学习，让我们更加深入地了解了工业自动化生产中的相关知识。
同时，也让我们对PLC编程软件有了更深入的认识，并学会了如何使用它来进行程序设计和调试。
通过本次实验，我们不仅获得了理论知识，还锻炼了动手能力和分析问题能力。
过程控制及仪表实验指导书
过程控制及仪表实验指导书过程控制系统及仪表实验指导书潘岩左利长沙理工大学电气与信息工程学院20XX年4月1目录第一章系统概述第二章实验装置介绍一、THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置二、THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台三、软件介绍四、实验要求及安全操作规程第三章实验内容实验一、单容自衡水箱液位特性测试实验实验二、双容水箱特性的测试实验实验三、单容液位定值控制系统实验2第一章系统概述THSA-1型过程综合自动化控制系统(Experiment Platform of Process Synthetic automation Control system)THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置、THSA-1型综合自动化控制系统实验平台及上位监控PC机三部分组成。
如图1-1所示。
图1-1 THSA-1过程综合自动化控制系统实验平台该套实验装置紧密结合工业现场控制的实际情况，能够对流量、温度、液位、压力等变量实现系统参数辨识，并能够进行单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、滞后控制、比值控制、解耦控制等多种控制实验，是一套集成了自动化仪表技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术及现场总线技术等的多功能实验设备。
THSA-1型过程综合自动化控制系统能够为在校学生和相关科研人员提供有力帮助。
学生通过学习，应对传感器特性及零点漂移有初步认识，同时能掌握自动化仪表、变频器、电动调节阀等仪器的规范操作，并能够整定控制系统中相关参数。
这套实验设备综合性强，所涉及的工业生产过程多，所有部件均来自工业现场，严格遵循相关国家标准，具有广泛的可扩展性和后续开发功能，有利于培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的创新能力.整套实验装置的电源、控制屏均装有漏电保护装置，装置内各种仪表均有可靠的自保护功能，强电接线插头采用封闭式结构，强弱电连接采用不同结构接头，安全可靠。
3第二章实验装置介绍“THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。
过程装备控制实验报告
一、实验目的1. 理解过程装备控制的基本原理和概念。
2. 掌握过程装备控制系统的基本组成和结构。
3. 学习过程装备控制系统的调试和优化方法。
4. 培养动手能力和实验技能。
二、实验原理过程装备控制是研究过程工业中使用的装备及其装备的控制。
它涉及到过程工业中的温度、压力、流量、液位等变量的自动化控制。
本实验主要研究一阶、二阶单回路控制系统的结构与组成，以及调节器参数的整定。
三、实验仪器与设备1. 实验台：包含水箱、锅炉、压力容器、手动阀、闸板等。
2. 仪表：智能调节仪、上位机监控软件（MCGS工控组态软件）。
3. 传感器：液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器。
4. 控制器：PLC控制器、DCS控制器。
四、实验步骤1. 实验装置连接：按照设计要求完成系统的接线，连接传感器、控制器、执行器等。
2. 系统上电：接通总电源和相关仪表的电源，启动计算机，运行MCGS组态软件，进入本实验系统。
3. 参数整定：选用单回路控制系统所述的某种调节器参数的整定方法整定好调节器的参数。
4. 系统运行：设置系统给定值SV，手动操作调节器的输出，使被控制量接近给定值且基本稳定不变，切换调节器为自动运行。
5. 实验测试：（1）阶跃扰动实验：在系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增加5%~15%），观察并记录系统的输出响应曲线。
（2）扰动实验：待系统进入稳定后，适量打开另一个阀，以作为系统的扰动，观察并记录在阶跃扰动作用下液位的变化过程。
（3）参数变化实验：适量改变PI的参数，用计算机记录不同参数时系统的响应曲线。
五、实验结果与分析1. 阶跃扰动实验结果：在阶跃扰动作用下，系统输出响应曲线呈现出典型的二阶系统响应特性，经过一定时间后，被控制量逐渐恢复到稳定状态。
2. 扰动实验结果：在扰动作用下，系统输出响应曲线同样呈现出典型的二阶系统响应特性，经过一定时间后，被控制量逐渐恢复到稳定状态。
3. 参数变化实验结果：通过改变PI参数，可以观察到系统响应曲线的变化。
过程控制实验报告汇总1
过程控制课程实验报告1.实验一: 串级系统的仿真控制实验要求:假设一串级控制系统的结构框图为:其中:2.将传递函数带入并绘制串级控制系统的Simulink结构图:执行程序:clc; %清除命令窗口clear all; %清除所有记录[a,b,c,d]=linmod('chuanji'); %加载simulink模型sys=ss(a,b,c,d); %建立状态空间表达式figure(1); %绘制图形1step(sys); %获得阶跃响应曲线hold on %绘图保持[y,t]=step(sys); %y为纵轴, t为横轴的阶跃曲线[mp,tf]=max(y); %返回峰值与峰值时间cs=length(t); %获得稳态时间yss=y(cs); %获得稳态值sigma=100*(mp-yss)/yss; % 计算超调量tp=t(tf); %计算峰值时间%计算调节时间i=cs+1;n=0;while n==0,i=i-1;if i==1n=1;elseif y(i)>1.05*yss %判断响应值是否大于稳态值%的1.05倍n=1;endendt1=t(i);cs=length(t);j=cs+1;n=0;while n==0,j=j-1;if j==1n=1;elseif y(i)<0.95*yss %判断响应值是否小于稳态值的0.95倍 n=1;endendt2=t(j);If t2<tp,if t1>t2,ts=t1;endelseif t2>tp,if t2<t1,ts=t2;elsets=t1;endendsigma=sigma(:,:,1) %显示超调量tp=tp(:,:,1) %显示峰值时间ts %显示调节时间3.实验结果与性能指标（1）.实验结果sigma =32.3442tp =58.4907ts =90.9393（2）.与单回路系统的对比Simulink仿真图性能指标sigma =73.4939tp =69.2071ts =820.16444.实验结论:1.（从回路的个数分析）由于串级控制系统是一个双回路系统, , 因此能迅速克服进入副回路的干扰, 从某个角度讲, 副回路起到了快速“粗调”作用, 主回路则担当进一步“细调”的功能, 所以应设法让主要扰动的进入点位于副回路内。
过程控制实验报告【范本模板】
过程控制实验实验报告班级:自动化1202姓名：杨益伟学号:１２09００321２015年１0月信息科学与技术学院实验一 过程控制系统建模作业题目一:常见的工业过程动态特性的类型有哪几种?通常的模型都有哪些?在Simul ｉnk 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线.答:常见的工业过程动态特性的类型有:无自平衡能力的单容对象特性、有自平衡能力的单容对象特性、有相互影响的多容对象的动态特性、无相互影响的多容对象的动态特性等。
通常的模型有一阶惯性模型，二阶模型等． 单容过程模型1、无自衡单容过程的阶跃响应实例已知两个无自衡单容过程的模型分别为s s G 5.01)(=和se ss G 55.01)(-=,试在Ｓｉｍuli ｎk 中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。
Ｓｉmul ｉｎk 中建立模型如图所示: 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：2、自衡单容过程的阶跃响应实例已知两个自衡单容过程的模型分别为122)(+=s s G 和s e s s G 5122)(-+=,试在Simu ｌink 中建立模型,并求单位阶跃响应曲线.Simu ｌink 中建立模型如图所示： 得到的单位阶跃响应曲线如图所示:多容过程模型3、有相互影响的多容过程的阶跃响应实例已知有相互影响的多容过程的模型为121)(22++=Ts s T s G ξ,当参数1=T ， 2.1 ,1 ,3.0 ,0=ξ时，试在S ｉmulink 中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Ｓｉｍu ｌin ｋ中建立模型如图所示: 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：4、无相互影响的多容过程的阶跃响应实例已知两个无相互影响的多容过程的模型为)1)(12(1)(++=s s s G (多容有自衡能力的对象）和)12(1)(+=s s s G (多容无自衡能力的对象）,试在Ｓimulink 中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。
在Simu ｌin ｋ中建立模型如图所示: 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：作业题目二:某二阶系统的模型为2() 224nG s s s n nϖζϖϖ=++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ϖ两个参数。
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成绩________过程控制仪表及装置实验报告班级：_______________________________________姓名：________________________________________学号：________________________________________指导老师：_____________________________________实验日期：_____________________________________目录实验一电容式差压变送器的校验 (2)实验二热电阻温度变送器的校验 (5)实验三模拟调节器开环校验 (8)实验四模拟调节器闭环校验 (12)实验五SLPC可编程调节器的编程设计与操作 (14)实验六SLPC可编程调节器PID控制参数整定 (19)1实验一电容式差压变送器的校验一、实验目的1．了解并熟悉电容式差压变送器整体结构及各种部件的作用。
2．掌握电容式差压变送器的工作原理。
3．掌握电容式差压变送器的起点及终点调整、精度校验、迁移的调整方法。
二、实验项目1．掌握气动定值器、标准电流表、标准压力表、标准电阻箱的使用方法。
2．了解电容式差压变送器整体结构，熟悉各调节螺钉的位置和用途。
3．按照实验步骤进行仪表的起点、终点调整，进行精度、迁移校验。
三、实验设备与仪器1．电容式差压变送器1台2．标准电阻箱1个3．气动定值器1个4．标准电流表1台5．标准压力表1个6．大、小螺丝刀各1把7．连接导线、气压导管若干四、实验原理实验接线如图2-1所示。
2-1 电容式差压变送器校验接线图图五、实验说明及操作步骤21．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2．实验开始（1）按图接线，经检查无误后接通电源。
（2）起点调整：当变送器输入差压为零时，调整零点螺钉，标有“Z”的位置，使输出电流Io 为4mA。
（3）终点调整：输入变送器终点对应的差压信号，调整量程螺钉，标有“R”的位置，使输出电流Io为20mA。
（4）反复进行2、3项调整，直至起点和终点均满足精度要求为止。
（5）精度校验：将整个差压范围分为四等分，按0%、25%、50%、75%、100﹪逐点输入相应的差压值，信号输入时要注意上行程和下行程，不能搞错。
此时，分别记录下变送器相应的输出电流大小,然后计算各误差。
基本误差和变差的计算公式如下：I?I标0实0?%100??基16I?I正00反???100%变差16(6)在调好变送器的起点和终点之后，进行零点迁移。
根据正迁移或负迁移，将插件Sw1插在相应的位置上。
（正迁移插到Sz侧，负迁移插到E2侧）。
然后给变送器加输入信号，输入信号的大小可自行选定，但不能超过变送器的允许数值。
调整零点螺钉“Z”使变送器输出电流为4mA。
最后检查起点和终点，看看经过迁移后变送器的量程和零点有什么变化。
必要时可进行微调。
3．数据处理及实验结果思考题1．电容式差压变送器如何进行起点和终点的调整？为什么终点调好后还要检查起点？2．迁移时，为什么迁移量与量程的代数和不能超出变送器的最大上限值？3．变送器的零点迁移和零点调整有什么关系？34实验二热电阻温度变送器的校验一、实验目的1．了解并熟悉热电阻温度变送器整体结构及各种部件的作用，进一步掌握热电阻温度变送器的工作原理。
2．掌握热电阻温度变送器的起点及终点调整、精度校验方法。
二、实验项目1．学会各仪器之间的正确接线，与二线制接法比较。
2．了解热电阻温度变送器整体结构，熟悉各调节螺钉的位置和用途。
．按照实验步骤进行仪表的起点、终点调整，进行精度校验。
3三、实验设备与仪器台1 1．热电阻温度变送器（DDZ-DBW-12）1个2．精密电阻箱1台3．数字电压表台 1 4．直流电流表1把5．螺丝刀若干6．连接导线四、实验原理所示。
实验接线如图4-14-1 图热电阻温度变送器校验接线图五、实验说明及操作步骤51．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2．实验开始（1）按图接线，经检查无误后接通电源。
（2）起点调整：根据热电阻的分度号和温度不同的测量范围，调节0～9999.99精密电阻箱输入测量下限对应的电阻值，用螺丝刀调整零点螺钉，使输出电流Io为4mA或电压Uo为1V。
（3）终点调整：用精密电阻箱输入测量上限对应的电阻值，调整量程螺钉，使输出电流Io为20mA或电压Uo为5V。
（4）反复进行2、3项调整，直至起点和终点均满足精度要求为止。
（5）精度校验：将整个温度范围分为四等分，按0%、25%、50%、75%、100﹪逐点输入相应的电阻值，信号输入时要注意上行程和下行程，不能搞错。
此时，分别记录下变送器相应的输出电流或电压大小,计算出各误差。
3．数据处理及实验结果思考题1．输入电阻信号时，采用几线制输入？实际应用中，要求用几线制连接？2．引线电阻的变化是否会影响测量？为什么？3．与热电偶温度变送器比较，在结构上它们有哪些异同点？67实验三模拟调节器开环校验一、实验目的1．熟悉模拟调节器的整体结构，了解各部分的作用。
2．掌握模拟调节器测量针的校验方法。
3．知道模拟调节器的工作方式，学会进行各工作方式之间的无扰动切换。
4．掌握模拟调节器控制参数比例度、积分时间的测定方法。
二、实验项目1．熟悉模拟调节器（电Ⅲ型或EK）正、侧面板布置，了解各种开关的用途及主要部件在电路板的位置。
2．检查模拟调节器是否正常。
3．进行测量指针的起点、终点、中间刻度校验。
4．按照实验步骤进行各控制参数的测定和校验。
三、实验设备与仪器1．模拟调节器（电Ⅲ型或EK）1台2．标准电阻箱1个3．恒流给定器1台4．标准电流表1台5．螺丝刀和秒表各16．连接导线若干四、实验原理实验接线如图5-1（电Ⅲ型）5-1 电Ⅲ型模拟调节器开环校验接线图图五、实验说明及操作步骤．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
1 2．实验开始分钟。
1）按图接线，经检查无误后接通电源，预热30（）测量指示刻度校验（28①将调节器正面、侧面板上各开关置于如下位置：工作方式切换开关：软手动测量／标定切换开关：测量给定开关：内给正／反作用开关：正比例度δ：最大积分时间TI 最大微分时间T关 D②起点、终点刻度校验：由恒流给定器从端子①、②分别输入4mA、20mA电流信号，测量针应分别指示0%、100%。
当误差超过±1%时，应调整机械零点和指示单元的测量指示量程电位器。
③中间刻度校验：把测量／标定切换开关置于“标定”位置，这时，测量针和给定针都应指示50%，当误差超过±1%时，应调整指示单元中的“标定电压调整”电位器，此时，标定电压为3V。
④将整个范围分为四等分，按0%、25%、50%、75%、100﹪逐点输入相应的电流值，此时，记录下相应的指针位置,为方便读数，可以对准指针0%、25%、50%、75%、100﹪的位置，记录相应的输入电流值，然后计算出误差。
⑤数据处理及实验结果（3）控制参数测试①比例度的测试：将调节器侧面板上，测量／标定切换开关置于“测量”位置，其余开关位置不变。
a．调节调节器正面板上的给定，使给定指示50%，再调节恒流给定器使测量指示50%（12mA），调节软手动手杆使调节器输出电流Io为10mA。
b．将比例刻度盘对准要测试的点的位置，如100%的位置，迅速将工作方式切换开关切向“自动”，调节器输出应保持10mA不变，用恒流给定迅速加入一个大小适当的输入偏差信号，此时，记录下调节器的输出电流值。
c．再选择其它刻度点如：2%、500%进行上述操作，记录下相应的输出电流值，将刻度值和实际比例度值比较，计算出误差。
计算公式如下：实际比例度：输入变化量?100%??实际输出变化量9???实际刻度 =误差25%100%???刻度数据处理及实验结果：序号项目）刻度值（% ）实际值（% 误差结论d．100%比例刻度校验：重复a、b操作后，用螺丝刀调节比例刻度盘，使刻度盘对准真正的100%的位置，不是原来的校验位置。
如：偏差变化2mA（假设测量值增加2mA），调节比例刻度盘使调节器的输出电流也变化2mA（Io变到12mA），此时的刻度盘位置就是标准的100%刻度。
②积分时间的测试将比例刻度盘置于标准的100%处，其余开关位置不变。
a．调节调节器正面板上的给定，使给定指示50%，再调节恒流给定器使测量指示50%（12mA），调节软手动手杆使调节器输出电流Io为10mA。
b．将积分刻度盘对准要测试的点的位置（可将全刻度盘分为3点），迅速将工作方式切换开关切向“自动”，此时没有加入偏差调节器输出应保持10mA不变。
用恒流给定迅速加入一个大小适当的输入偏差信号±e（信号不要太大以免超出范围），同时启动秒表，当输出Io从10mA变化到（10±2e）时，停止记时。
此时，记录下秒表的读数。
c．再选择其它刻度点进行上述操作，将记录下来的秒表读数与刻度值比较，计算出误差。
计算公式如下：T?T秒表刻度25%100%?误差??T刻度数据处理及实验结果：序号项目刻度值（秒）秒表读数（秒）误差结论思考题1．调节器实现无平衡无扰动切换有何实际意义？2．如果将调节器工作方式切换开关置于“硬手动”位置，当输入偏差变化时，调节器的输出将会怎样变化？3．如何进行给定指针的校验？4．为什么EK调节器没有设置“硬手动”操作？1011实验四模拟调节器闭环校验一、实验目的1．熟悉模拟调节器的整体结构，了解各部分的作用。
2．掌握模拟调节器测量针的校验方法。
3．知道模拟调节器的工作方式，学会进行各工作方式之间的无扰动切换。
4．掌握模拟调节器控制参数比例度、积分时间的测定方法。
二、实验项目1．熟悉模拟调节器（电Ⅲ型或EK）正、侧面板布置，了解各种开关的用途及主要部件在电路板的位置。
2．检查模拟调节器是否正常。
3．进行测量指针的起点、终点、中间刻度校验。
4．按照实验步骤进行各控制参数的测定和校验。
三、实验设备与仪器1．模拟调节器（电Ⅲ型或EK）1台2．标准电阻箱1个3．恒流给定器1台4．标准电流表1台5．螺丝刀和秒表各16．连接导线若干四、实验接线图12五、实验说明及步骤13实验五SLPC可编程调节器的编程设计与操作一、实验目的1．熟悉SLPC可编程调节器的硬件结构及各种运算功能模块的工作原理和特性。
2．学会各仪器之间的正确接线，了解各操作键的正确使用方法。
3．掌握SLPC的编程和设计方法，进一步提高编程技巧。
二、实验项目1．熟悉SLPC调节器正、侧面板布置，了解各种开关和按键的用途及操作。
2．仪器之间正确接线，判断SLPC调节器是否正常。
3．学会使用编程器，将预先编好的程序键入，并进行各种参数的设置。
4．按实验内容进行项目的验证。