过程控制系统实验报告材料(最新版)
过程控制实验的实训报告
一、实训目的通过本次过程控制实验实训，使我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有一个全面的认识，提高我运用理论知识解决实际问题的能力。
同时，通过实验操作，掌握实验设备的使用方法，培养我的动手能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 实验设备本次实验使用的设备包括：过程控制系统实验台、传感器、执行器、控制器、计算机等。
2. 实验内容（1）过程控制系统基本原理及组成（2）传感器特性及测量方法（3）执行器特性及控制方法（4）控制器特性及控制策略（5）过程控制系统设计及应用三、实验步骤1. 观察实验设备，了解其组成及功能。
2. 搭建实验系统，连接传感器、执行器、控制器等。
3. 根据实验要求，设置控制器参数，实现过程控制。
4. 观察实验现象，分析实验结果，调整控制器参数，优化控制效果。
5. 实验结束后，整理实验数据，撰写实验报告。
四、实验结果与分析1. 实验现象通过搭建实验系统，观察实验现象，发现当控制器参数设置合理时，系统能够实现稳定的控制效果。
2. 实验结果（1）传感器输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系。
（2）执行器响应速度快，控制精度高。
（3）控制器参数对系统控制效果有显著影响。
3. 实验分析（1）传感器在过程控制系统中起到采集被测参数的作用，其输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系，为后续控制策略的制定提供了基础。
（2）执行器作为控制系统的输出环节，其响应速度快、控制精度高，对系统控制效果有重要影响。
（3）控制器参数的设置对系统控制效果有显著影响，合理设置控制器参数可以提高控制效果。
五、实训体会1. 通过本次实训，我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有了更深入的了解。
2. 实验过程中，我掌握了实验设备的使用方法，提高了自己的动手能力。
3. 实验过程中，我学会了与团队成员沟通协作，提高了自己的团队协作精神。
4. 实验过程中，我认识到理论知识与实际应用之间的联系，为今后学习和工作打下了基础。
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。
过程控制实验报告
过程控制实验报告1. 实验目的本次实验的目的是学习和掌握过程控制的基本原理和操作方法，了解过程控制系统的组成和结构，掌握过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。
2. 实验原理过程控制是指对一组物理过程进行控制的技术和方法。
过程控制的目的是使被控制的物理过程在一定的条件下，达到预期的目标，如稳定、精度、速度、延迟、可靠性、安全性、经济性等等。
过程控制系统由传感器、执行元件、控制器和执行器构成，其中传感器用于检测被控制物理过程的状态，控制器根据传感器获取的信息进行决策，并通过执行元件控制执行器实现对被控制物理过程的控制。
3. 实验步骤本次实验的过程控制系统由一台工业控制计算机、一台工业控制器和一组执行器构成。
实验的具体步骤如下：(1) 将传感器与控制器连接，并将控制器与计算机连接。
(2) 在计算机上启动控制软件，在软件中设置控制器和传感器的参数。
(3) 将执行器与控制器连接，并调试执行器的控制参数。
(4) 在控制软件中设置控制策略和控制目标，并启动控制器。
(5) 监测被控制物理过程的状态，并记录相关数据。
(6) 对控制策略和控制参数进行调整，直到被控制物理过程达到预期目标。
4. 实验结果经过多次实验，我们成功地控制了被控制的物理过程，并达到了预期目标。
实验结果表明，过程控制技术可以有效地控制物理过程，并提高物理过程的稳定性、精确性和可靠性。
5. 实验总结本次实验使我们深入了解了过程控制的原理和操作方法，掌握了过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。
通过实验，我们发现过程控制技术在许多工业领域都具有广泛的应用前景，是提高生产效率和质量的重要手段。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入学习和研究过程控制技术，为推动工业自动化和智能化发展做出贡献。
《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。
过程控制实训总结报告
一、引言过程控制是自动化技术中的一个重要分支，它通过对生产过程中的各种参数进行实时监测、分析和控制，实现生产过程的稳定、高效和节能。
为了更好地掌握过程控制技术，我们参加了为期两周的过程控制实训。
本文将总结实训过程中的学习内容、收获体会以及存在的不足，以期提高自身的过程控制能力。
二、实训内容1. 实训模块：本次实训主要涉及THKGK-1过程控制实验装置、计算机及STEP7运行环境、MPI电缆线、组态王软件等。
2. 实训项目：（1）过程控制基本原理：了解过程控制系统的组成、工作原理以及各种控制策略。
（2）传感器特性：认识传感器的工作原理、性能指标以及应用领域。
（3）自动化仪表：学习自动化仪表的使用方法、调试技巧以及常见故障处理。
（4）变频器：掌握变频器的基本原理、接线方式以及调试方法。
（5）电动调节阀：了解电动调节阀的结构、工作原理以及调节特性。
（6）被控对象特性测试：学习测定被控对象特性的方法，包括单容水箱和双容水箱特性测试。
（7）单回路控制系统参数整定：掌握单回路控制系统参数整定的方法，包括PID参数整定。
（8）串级控制系统参数整定：学习串级控制系统参数整定的方法，包括串级控制系统的设计、计算和投运。
（9）控制系统设计：运用所学知识，设计并实现一个简单的控制系统。
三、实训收获1. 理论与实践相结合：通过实训，我们将所学的过程控制理论知识与实际操作相结合，提高了自身的实践能力。
2. 掌握过程控制技术：掌握了过程控制系统的基本原理、传感器特性、自动化仪表使用、变频器调试、电动调节阀调节特性等过程控制技术。
3. 培养团队协作精神：在实训过程中，我们分成小组进行项目合作，提高了团队协作能力。
4. 增强动手能力：通过实际操作，我们提高了动手能力，为今后的工作打下了基础。
四、实训不足1. 理论知识掌握不够扎实：在实训过程中，我们发现自己在理论知识方面还存在不足，需要进一步学习和巩固。
2. 实践操作经验不足：虽然我们掌握了过程控制技术，但在实际操作中，仍存在操作不够熟练、故障处理不够及时等问题。
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：过程控制是一种通过监测和调节系统中的变量，以保持系统稳定运行的技术。
在工业生产中，过程控制对于提高生产效率、降低成本、确保产品质量至关重要。
本实验旨在通过对一个简单的过程控制系统进行实验，探索过程控制的基本原理和应用。
实验目的：1. 理解过程控制的基本原理和方法；2. 学习使用控制器进行过程调节；3. 掌握过程控制系统的参数调节方法。
实验器材和材料：1. 过程控制实验装置；2. 控制器；3. 传感器；4. 计算机。
实验步骤：1. 搭建过程控制实验装置：将传感器与被控对象连接，将控制器与传感器连接，将计算机与控制器连接。
2. 设置控制器参数：根据实验要求，设置控制器的比例、积分和微分参数。
3. 开始实验：启动实验装置，并记录被控对象的初始状态。
4. 监测和调节：通过传感器实时监测被控对象的状态，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的参数，计算出相应的控制信号，通过执行器对被控对象进行调节。
5. 数据记录和分析：记录实验过程中的数据，并分析控制效果。
6. 结束实验：实验结束后，关闭实验装置并整理实验数据。
实验结果：通过实验，我们观察到被控对象在开始时处于不稳定状态，随着控制器的调节，被控对象逐渐趋于稳定。
我们还发现，不同的控制器参数会对控制效果产生不同的影响。
比例参数的增大可加速系统的响应速度，但可能引起过冲；积分参数的增大可减小稳态误差，但可能引起系统的超调；微分参数的增大可提高系统的稳定性，但可能引起系统的震荡。
因此，在实际应用中，需要根据具体的要求和系统特性来选择合适的控制器参数。
实验总结：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。
过程控制在工业生产中起着至关重要的作用，能够提高生产效率、降低成本，并确保产品质量。
在实际应用中，我们需要根据具体的系统要求和特性来选择合适的控制器和参数，以实现系统的稳定运行。
实验的局限性：本实验是基于一个简单的过程控制系统进行的，实际应用中的过程控制系统可能更加复杂。
过程控制实验报告
过程控制实验报告实验目的：1.理解进程控制的基本概念和原理；2.掌握进程调度算法的原理和实现方式；3.掌握进程间通信的方法和实现方式。
实验仪器和材料：1.计算机；2. 操作系统（Windows、Linux等）；3.编程语言C或C++。
实验过程：在操作系统的支持下，实现了一个简单的进程调度和通信的模拟程序。
1.进程的创建和管理通过调用操作系统提供的系统调用函数，实现进程的创建和管理。
首先，编写一个创建进程的函数createProcess，该函数通过调用系统调用函数fork创建一个新的进程，并通过调用系统调用函数exec加载并执行一个可执行文件。
创建的进程可以通过调用系统调用函数wait等待其他进程的结束，并通过调用系统调用函数exit退出当前进程。
2.进程调度算法实现了三种常见的进程调度算法：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转算法（RR）。
首先，编写一个函数schedule，该函数根据调度算法从就绪队列中选择一个进程，并调用操作系统提供的系统调用函数进行进程切换。
调度算法的选择通过用户输入进行控制。
3.进程间通信实现了两种常见的进程间通信方法：管道和共享内存。
首先，编写一个函数createPipe，该函数通过调用系统调用函数pipe创建一个管道，用于实现进程间的通信。
然后，编写一个函数createSharedMemory，该函数通过调用系统调用函数shmget创建一块共享内存，用于实现进程间的共享数据。
实验结果：在实验过程中，使用C语言编写了一个模拟进程调度和通信的程序。
通过调用系统调用函数，在操作系统的支持下，成功实现了进程的创建和管理、进程调度算法的实现以及进程间通信的功能。
实验结果显示，不同的进程调度算法对进程执行的顺序和时间有不同的影响；而进程间通信的方法可以实现进程之间的数据交换和共享。
实验总结：通过本次实验，理解了进程控制的基本概念和原理，掌握了进程调度算法和进程间通信的实现方法。
杭电《过程控制系统》实验报告
实验时间：5月25号序号：杭州电子科技大学自动化学院实验报告课程名称：自动化仪表与过程控制实验名称：一阶单容上水箱对象特性测试实验实验名称：上水箱液位PID整定实验实验名称：上水箱下水箱液位串级控制实验指导教师：尚群立学生姓名：俞超栋学生学号：09061821实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验一．实验目的（1）熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
（2）根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。
二．实验设备AE2000型过程控制实验装置， PC 机，DCS 控制系统与监控软件。
三、系统结构框图单容水箱如图1-1所示：丹麦泵电动调节阀V1DCS控制系统手动输出hV2Q1Q2图1-1、 单容水箱系统结构图四、实验原理阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过调节器或其他操作器，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或阶跃响应曲线。
然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。
图解法是确定模型参数的一种实用方法。
不同的模型结构，有不同的图解方法。
单容水箱对象模型用一阶加时滞环节来近似描述时，常可用两点法直接求取对象参数。
如图1-1所示，设水箱的进水量为Q 1，出水量为Q 2，水箱的液面高度为h ，出水阀V 2固定于某一开度值。
根据物料动态平衡的关系，求得：在零初始条件下，对上式求拉氏变换，得：h1( t ) h1(∞ ) 0.63h1(∞)0 T式中，T 为水箱的时间常数（注意：阀V 2的开度大小会影响到水箱的时间常数），T=R 2*C ，K=R 2为单容对象的放大倍数，R 1、R 2分别为V 1、V 2阀的液阻，C 为水箱的容量系数。
令输入流量Q 1 的阶跃变化量为R 0，其拉氏变换式为Q 1（S ）=R O /S ，R O 为常量，则输出液位高度的拉氏变换式为：当t=T 时，则有：h(T)=KR 0(1-e -1)=0.632KR 0=0.632h(∞) 即 h(t)=KR 0(1-e-t/T)当t —>∞时，h （∞）=KR 0，因而有 K=h （∞）/R0=输出稳态值/阶跃输入式（1-2）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1-2所示。
《过程控制系统》实验报告(最新版)
实验一、单容水箱特性的测试一、实验目的1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。
2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。
二、实验设备1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置2. 计算机及相关软件3. 万用电表一只三、实验原理图2-1单容水箱特性测试结构图由图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Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。
根据物料平衡关系，在平衡状态时Q1-Q2=0 (1)动态时，则有Q1-Q2=dv/dt (2)式中V 为水箱的贮水容积，dV/dt为水贮存量的变化率，它与H 的关系为dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3)A 为水箱的底面积。
把式(3)代入式(2)得Q1-Q2=Adh/dt (4)基于Q2=h/RS，RS为阀V2的液阻,则上式可改写为Q1-h/RS=Adh/dt即ARsdh/dt+h=KQ1或写作H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5)式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。
式(5)就是单容水箱的传递函数。
对上式取拉氏反变换得(6)当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当t=T 时，则有h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)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。
当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。
该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。
如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A 点。
过程计算机控制系统实验报告
实验一过程控制系统简介及过程控制演示一、组合式过程控制系统介绍结合过程计算机控制系统理论的学习，我们研制了一套组合式过程控制系统，这套系统可以通过灵活、方便的管路组合，实现过程控制中的五种典型控制方式—单回路控制，串级控制、前馈控制、均匀控制和比值控制。
二、主要仪器与设备1、计算机2、接口模块USB-4711AUSB-4711A是即插即用数据采集模块，它通过USB端口与计算机相连，为数据测量与系统控制提供了便利。
USB-4711A通过USB端口获得所需电源，该模块包含了所有的数据采集功能，如：16路AI，2路AO，8路DI，8路DO，1路32位计数器，其中A/D数据采集及D/A输出为12位。
USB-4711A 模块如图1.1所示。
图1.2为USB-4711A模块上五个I/O接口的针脚定义。
图1.1 USB-4711A模块DO0DO1DO2DO3DGNDDO4DO5DO6DO7DGNDDI0DI1DI2DI3DGNDAI0GATE DGND EXTTRG DGND EVTINPOut AGND AO1AGNDDI4DI5DI6DI7 DGNDAI1AI2AI3AGNDAI4AI5AI6AI7AGNDAI8AI9AI10AI11AGNDAI12AI13AI14AI15AGNDAO0USBLED8-TTL DO Port8-TTL DI Port16-SE/8-Diff AIExternal Control2-AO Port图1.2I/O 接口针脚定义3、水箱：水箱如图1.3所示，技术参数见表1.1。
表1.1 水箱参数工作温度最大：+65CO外部尺寸宽度深度高度240 mm 190 mm 385 mm材质塑料图1.3 水箱4、流量传感器流量传感器如图1.4所示，主要技术参数见表1.2。
表1.2 流量传感器技术参数工作电压 5 to 12 V DC工作电流 6 to 33 mA输出信号方波信号，5…12 V频率范围13 to 1200 HZ测量范围0.5 to 15.0 l/min工作压力80°C max。
过程控制系统实验报告
过程控制系统实验报告
控制系统是指自动地完成规定的工作，用来保证生产过程的安全、正常进行。
它包括检测设备、反馈装置以及输入信号和操纵控制阀门等部件组成。
现代化的生产设备越来越多采用自动化仪表及设施，并由此发展成为一个自动控制系统。
因此，人们将这些自动控制装置称之为“自动控制系统”。
一般地说，凡是具有确切的被控变量、测量值、反馈值和控制值（即控制对象）的独立的随动系统，都可看做是控制系统。
本次实验课是以 PID 控制系统为例，对 PID 控制系统做深入探讨，从而使学生能够理论联系实际，真正提高分析问题和解决问题的能力，培养严谨求实的科学态度。
过程控制系统中主要有：1、被控对象参数测量单元2、控制器3、执行器4、检测装置与反馈装置5、通讯网络与计算机控制系统分为
闭环控制和开环控制两大类。
开环控制系统只依靠输出量测量结果来校正偏差，然后利用调节手段去修正被控量，直到满足给定值。
开环控制适应性强，但抗干扰能力弱；闭环控制则相反。
最简单的闭环控制方法就是比例-积分控制（ P—微分—比例+积分）。
也叫 PID 控制或比例-积分式控制。
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过程控制系统实习报告
过程控制系统实习报告学院：班级：学号：姓名：小组成员：指导老师：实习日期：1、前言这学期我们主要学习了可编程控制器S7-200，熟悉了plc的编程。
在学期最后的四周时间里，我们进行的是过程控制系统实习。
首先第一周我们用S7-200的实训装置进行实验，本次实习我们主要学习的西门子S7-200系统有小皮带线单元、机械手单元、小车定位单元、小锅炉单元，主要包括PLC与传感器综合实训、PLC与步进电机定位实训。
这些小实验的目的主要是实训前对设备的熟悉，以及编程实现相关功能，以让我们对过程温度控制系统的编程有所了解。
接下来就是用S7-300实现对过程温度控制系统的控制了。
所以我们开始自学S7-300的内容，和同伴一起慢慢摸索，解决问题。
就这样，从零开始用S7-300编程去实现简单功能。
2、S7-200实训介绍西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC,主要应用于小型系统中，它的编程软件是STEP 7 MICRO\ WIN第一章小皮带线单元本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件，各单元之间可以互相通讯。
在系统中采用了大量的气动原件、传感器、步进电机和异步电机等。
CPU226简介:CPU226 集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
26K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适用于一些复杂的中小型控制系统。
第二章机械手单元本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件。
在系统中采用了气动元件、电磁阀、传感器、直流电机、继电器等。
过程控制实验报告
过程控制系统Matlab/Simulink仿真实验实验一过程控制系统建模 (1)实验二PID控制 (10)实验三串级控制 (27)实验四比值控制 (35)实验五解耦控制系统 (40)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Simulink 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。
（1） 无自平衡能力的单容对象特性： 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)(-=，在Simulink 中建立模型如下单位阶跃响应曲线如下：（2） 有自平衡能力的单容对象特性： 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)(-+=，在Simulink 中建立模型如下：单位阶跃响应曲线如下：（3） 有相互影响的多容对象的动态特性： 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，在Simulink 中建立模型如下：单位阶跃响应曲线如下：（4） 无相互影响的多容对象的动态特性： 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），在Simulink 中建立模型如下单位阶跃响应曲线如下作业题目二：某二阶系统的模型为2() G s ϖ=，二阶系统的性能主要取决于ζ，ϖ两个参数。
试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶系统的理解，分别进行下列仿真：（1）2n ϖ=不变时，ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线； （2）0.8ζ=不变时，n ϖ分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。
过程控制系统实验报告材料
工程学院实验报告课程名称：过程控制系统实验项目名称：单容对象的控制及参数整定__双容对象的控制及参数整定__串级系统的控制及参数整定实验学生班级：实验学生学号：实验时间：实验地点：实验成绩评定：指导老师签字：自动化学院h1( t )h1(∞ )0.63h1(∞) 0 T实验一 单容对象的控制及参数整定一、实验目的1、熟悉单容对象的数学模型及其阶跃响应曲线。
2、根据由实际测得的单容对象的阶跃响应曲线，用相关的方法确定对象参数。
3、根据经验整定法确定单容对象控制器参数。
二、实验设备PC 机、MatLab 软件三、实验原理一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如下图所示。
当由实验求得图中所示的阶跃响应曲 线后，该曲线上升到稳态值的63%所对应时间，就是单容对象的时间常数T ，该时间常数T 也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点 所对应的时间就是时间常数T 。
同样的，输入输出的比值就可以确定对象增益。
从而确定单容对象的参数。
经验整定法，书本p110。
四、实验容和步骤1、使用MatLab进行模拟仿真。
仿真图如下：2、系统稳定后（测量值基本不变化），改变操作量值，获取单容对象的响应曲线如下图。
3、根据经验整定方法，确定系统的P，PI，PID控制器。
在实验界面中控制器部分设置相应参数，同样获取系统的阶跃响应曲线。
①P控制器②PI控制器③PID控制器五、实验结果分析1、从实验结果分析单容对象控制中P，PI,PID控制器的特点？2、实验的收获和体会实验二双容对象的控制及参数整定一、实验目的1、熟悉双容对象的数学模型及其阶跃响应曲线。
2、根据由实际测得的双容对象的阶跃响应曲线，用相关的方法确定对象参数。
3、根据经验整定法确定双容对象控制器参数。
二、实验设备PC机、MatLab软件三、实验原理双容对象不再是简单的指数曲线，而是呈S形的一条曲线，如左图。
由于多了一个容器，就使调节对象的飞升特性在时间上更加落后一步。
杭电《过程控制系统》实验报告
实验时间：5月25号序号杭州电子科技大学自动化学院实验报告课程名称：自动化仪表与过程控制实验名称：一阶单容上水箱对象特性测试实验实验名称：上水箱液位PID整定实验实验名称：上水箱下水箱液位串级控制实验指导教师: 尚群立学生姓名：俞超栋学生学号：09061821实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验.实验目的（1）熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
（2）根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。
二.实验设备AE2000型过程控制实验装置，PC机，DCS控制系统与监控软件。
三、系统结构框图图1-1、单容水箱系统结构图四、实验原理阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过调节器或其他操作器，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或阶跃响应曲线。
然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。
图解法是确定模型参数的一种实用方法。
不同的模型结构，有不同的图解方法。
单容水箱对象模型用一阶加时滞环节来近似描述时，常可用两点法直接求取对象参数。
如图1-1所示，设水箱的进水量为Q,出水量为Q,水箱的液面高度为h，出水阀V2固定于某一开度值。
根据物料动态平衡的关系，求得：dzihR *C* —— +Ah-R * AQ.d t在零初始条件下，对上式求拉氏变换，得：单容水箱如图1-1所示:H(S) - ^2 G"硕Rys 十］K卩S式中，T为水箱的时间常数(注意：阀V2的开度大小会影响到水箱的时间常数) ，T=R2*C, K=F2为单容对象的放大倍数，R i、R2分别为V V2阀的液阻，C为水箱的容量系数。
令输入流量Q的阶跃变化量为民，其拉氏变换式为Q( S)=F O/S，F O为常量，则输出液位高度的拉氏变换式为：打KRo KR L KR L,H⑸一S(TS+1)=飞一一审斤当t=T时，则有：-1h(T)=KR o(1-e )=O.632KR o=O.632h( )即h(t)=KR o(1-e -t/T)当t —>g时，h (^) =KF0，因而有K=h (^) /R0=输出稳态值/阶跃输入式(1-2 )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1-2所示。
过程控制系统实习报告
目录1. 单容水箱设备组成及其工艺 (1)1.1. 单容水箱设备的组成 (1)1.2. 单容水箱设备的工作原理 (1)2. 单容水箱控制系统的硬件设计 (2)2.1. 电气原理图的设计 (2)3. 单容水箱控制系统的软件设计 (3)3.1. 通信组态 (3)3.2. 变量组态 (4)3.3. 画面组态 (5)4. 调试 (7)4.1. 单容水箱控制系统调试 (7)4.2. 液位、流量串级控制系统调试 (8)5. 技术小结 (9)参考文献 (10)附录.................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.单容水箱设备组成及其工艺1.1. 单容水箱设备的组成单水水箱设备的基本组成有：控制器，调节器，被控对象，测量变送。
基本器件有储水箱，下水箱，水泵，电磁流量计，阀门，管道等,电磁调节阀。
1.2. 单容水箱设备的工作原理（a）机构图（b）方框图本实验系统结构图和方框图如上图所示。
被控量为上小水箱的液位高度，实验要求中水箱的液位稳定在给定值。
将压力传感器LT1检测到的上小水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制水箱液位的目的。
为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PID控制。
采用计算机PID算法控制。
首先由差压传感器检测出水箱水位，水位实际值通过A/D转换，变成数字信号后，被输入计算机中，最后，在计算机中，根据水位给定值与实际输出值之差，利用PID程序算法得到输出值，再将输出值经过D/A模块转换成模拟信号，进而控制电机转速，从而形成一个闭环系统，实现水位的计算机自动控制。
2.单容水箱控制系统的硬件设计2.1. 电气原理图的设计1.根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。
过程控制工程实习报告
过程控制工程实习报告一、实习目的过程控制工程是一门涉及自动控制理论、仪器仪表、计算机技术等多学科知识的综合性学科。
通过实习，旨在将所学的理论知识与实际应用相结合，加深对过程控制工程的理解和掌握，提高解决实际问题的能力，熟悉工业生产过程中的控制系统和设备，为今后的工作和学习打下坚实的基础。
二、实习单位及岗位介绍我实习的单位是_____公司，这是一家在行业内具有一定影响力的企业，专注于_____的生产。
我所在的岗位是过程控制工程师助理，主要协助工程师进行生产过程的监控和优化。
三、实习内容1、熟悉工艺流程在实习初期，我首先对公司的生产工艺流程进行了深入的学习和了解。
公司的主要生产流程包括_____、＿____、＿____等环节。
通过查阅相关资料、向工程师请教以及实地观察，我逐渐掌握了各个环节的工作原理和相互之间的关系。
2、控制系统的操作与监控在熟悉了工艺流程之后，我开始学习和操作公司的过程控制系统。
该系统采用了先进的_____控制系统，能够对生产过程中的各种参数进行实时监测和控制。
我学会了如何读取和分析系统中的数据，如温度、压力、流量等，并能够根据这些数据判断生产过程是否正常运行。
同时，我还掌握了如何通过控制系统对设备进行远程操作，如调节阀门开度、启动和停止设备等。
3、仪表的校准与维护为了确保控制系统采集到的数据准确可靠，定期对仪表进行校准和维护是非常重要的。
在实习过程中，我参与了仪表的校准工作，学习了使用标准仪器对压力变送器、温度传感器等仪表进行校准的方法和步骤。
同时，我还了解了仪表常见故障的排查和处理方法，能够在仪表出现故障时及时进行维修和更换。
4、控制方案的优化在实习后期，我在工程师的指导下参与了生产过程控制方案的优化工作。
通过对历史数据的分析和现场实际情况的观察，我们发现了一些可以改进的地方，如_____环节的控制参数设置不合理，导致产品质量不稳定。
针对这些问题，我们提出了相应的优化方案，并通过实验验证了方案的有效性。
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实验一、单容水箱特性的测试一、实验目的1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。
2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。
二、实验设备1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置2. 计算机及相关软件3. 万用电表一只三、实验原理图2-1单容水箱特性测试结构图由图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Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。
根据物料平衡关系，在平衡状态时Q1-Q2=0 (1)动态时，则有Q1-Q2=dv/dt (2)式中 V 为水箱的贮水容积，dV/dt为水贮存量的变化率，它与 H 的关系为dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3)A 为水箱的底面积。
把式(3)代入式(2)得Q1-Q2=Adh/dt (4)基于Q2=h/RS，RS为阀V2的液阻,则上式可改写为Q1-h/RS=Adh/dt即ARsdh/dt+h=KQ1或写作H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5)式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。
式(5)就是单容水箱的传递函数。
对上式取拉氏反变换得(6)当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当 t=T 时，则有h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)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。
当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。
该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。
如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。
图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得的传递函数为：四、实验内容与步骤1．按图2-1接好实验线路,并把阀V1和V2开至某一开度,且使V1的开度大于V2的开度。
2．接通总电源和相关的仪表电源,并启动磁力驱动泵。
3．把调节器设置于手动操作位置，通过调节器增/减的操作改变其输出量的大小，使水箱的液位处于某一平衡位置。
4．手动操作调节器，使其输出有一个正(或负)阶跃增量的变化(此增量不宜过大,以免水箱中水溢出），于是水箱的液位便离开原平衡状态，经过一定的调节时间后，水箱的液位进入新的平衡状态，如图2-4 所示。
5．启动计算机记下水箱液位的历史曲线和阶跃响应曲线。
正向输入曲线负向输入曲线6．实验数据计算（1）、正向输入:T=t12-t1= 1：53：55 - 1:52:18=1:37=97(s)h(∞)= h2(∞)- h1(∞)= 74.71mm-26.81mm=49.7mmR0=Q2-Q1=459.8L/h-397.9L/h=61.9L/hK=h(∞)/R0=49.7/61.9=0.8029H （S ）=T S T K 1/+×S R 0=K S R 0-TS KR 10+==S 7.49-0103.07.49+S（2）、负向输入:T=t23-t2= 1:57:24 - 1:56:06=1:18=78(s)h(∞)= h2(∞)- h3(∞)= 74.71mm-37.44mm =37.27mmR0=Q2-Q1=459.8L/h-388.0L/h=71.8L/hK=h(∞)/R0=37.27/71.8=0.5191H （S ）=T S T K 1/+×S R 0=K S R 0-TS KR 10+==S 27.37-0128.027.37+S 7．实验曲线所得的结果填入下表。
参数值测量值放大系数K周期T正阶跃输入0.8029 97(s) 负阶跃输入0.5191 78(s) 平均值0.6610 87.5 五、思考题1.在实验进行过程中，为什么不能任意改变出水口阀开度的大小？答：因为在实验过程中，任意改变出水口阀开度会影响出水流量的大小。
在入水量不变的情况下，这样会使实验记录的数据和图形与实际相差较远。
2.用响应曲线法确定对象的数学模型时，其精度与哪些因素有关？答：因为系统用到了仪表，因此与仪表的精度有关，同时与出水阀开度的大小有关。
并和放大系数K、时间常数T以及纯滞后时间有关。
另外，也会受实验室电压的波动与测试软件的影响。
3.如果采用中水箱做实验，其响应曲线与上水箱的曲线有什么异同？试分析差异原因。
答：若采用中水箱做实验，它的响应曲线要比上水箱变化的慢。
原因：因为中水箱的回路比上水箱的回路要长，上升相同的液位高度，中水箱要更长的时间。
实验三、上水箱液位PID整定实验一、实验目的1. 根据实验数据和曲线,分析系统在阶跃扰动作用下的动、静态性能。
2. 比较不同PID参数对系统的性能产生的影响。
3. 分析P、PI、PD、PID四种控制规律对本实验系统的作用。
二、实验设备1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置2. 计算机及相关软件3. 万用电表一只三、实验原理图3-2-1 上水箱单容液位定值控制系统(a)结构图 (b)方框图本实验系统结构图和方框图如图3-2-1所示。
被控量为上水箱（也可采用中水箱或下水箱）的液位高度，实验要求它的液位稳定在给定值。
将压力传感器LT1检测到的上水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制气动调节阀的开度，以达到控水箱液位的目的。
为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控制。
四、实验内容与步骤1.先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-6、F1-10、F1-11全开，将上水箱出水阀门F1-9开至适当开度（50%左右），其余阀门均关闭。
2.接通控制柜总电源，打开漏电保护器及各空气开关，接通空压机电源，并将三相磁力泵、三相电加热管、控制站的各旋钮开关打到开的位置。
控制柜无需接线。
3.在上位机监控界面中点击“手动”，并将设定值和输出值设置为一个合适的值，此操作可通过设定值或输出值旁边相应的滚动条或输出输入框来实现。
4.启动磁力驱动泵，磁力驱动泵上电打水，适当增加/减少输出量，使上水箱的液位平衡于设定值。
5.按本章第一节中的经验法或动态特性参数法整定PI调节器的参数，并按整定后的PI参数进行调节器参数设置。
6.分别适量改变调节器的P参数，通过实验界面下边的按钮切换观察计算机记录不同控制规律下系统的阶跃响应曲线。
7.分别用PI、PD、PID三种控制规律重复步骤3～6，通过实验界面下边的按钮切换观察计算机记录不同控制规律下系统的阶跃响应曲线。
8.水箱液位的历史曲线和阶跃响应曲线。
（1）、P调节：K=5K=7（2）、PIK=7 I=20000（3）、PD K=5 D=10000（4）、PIDK=5 I=20000 D=50009.计算（1）、P调节K=5时:上升时间为：tr=t2-t1=2:50:22-2:50:04=18(s)稳态误差=60mm- h(∞)=60mm-53.35mm=6.65mmK=7时:上升时间为：tr=t2-t1=2:50:41-2:50:21=20(s)稳态误差=60mm- h(∞)=60mm-55.41mm=4.59mm （2）、PI调节K=7，I=20000 时:上升时间：tr=t1-t0=3:08:04-3：07：35=29(s)峰值时间：tp=t2-t0=3:08:09-3：07：35= 34(s)调节时间：ts=t3-t0=3:08:36-3：07：35=61(s)超调量=[hmax- h(∞)]/ [h(∞)-h(0)]*100%=6.8% 稳态误差= h(∞)-60mm=0.69mm（可以忽略不计）K=5 ，I=20000时 :上升时间：tr =3:22:58-3：22：31=27(s)峰值时间：tp= 3:23:06-3：22：31= 35(s)调节时间：ts= 3:23:30-3：22：31=59(s)超调量=[hmax- h(∞)]/ [h(∞)-h(0)]*100%=10.9% 稳态误差= h(∞)-60mm=0.11mm（可以忽略不计）（3）、PD调节K=5,D=10000时:上升时间为t=t2-t1=4:25:57-4:25:36=21(s)稳态误差=60mm- h(∞)=60mm-52.98mm=7.02mmK=5,D=5000时:上升时间为t=t2-t1=4:30:51-4:30:31=20(s)稳态误差=60mm- h(∞)=60mm-52.81mm=7.19mm（4）、PIDK=5 ,I=20000 ,D=5000时：上升时间：tr =4：35：50-4：35：19=31(s)峰值时间：tp= 4：35：57-4：35：19= 38(s)调节时间：ts= 4：36：02-4：35：19=43(s)超调量=[hmax- h(∞)]/ [h(∞)-h(0)]*100%=11.1%稳态误差= 60mm- h(∞)=0.23mm（可以忽略不计）10.分析（1）、根据实验数据和曲线,分析系统在阶跃扰动作用下的动、静态性能。
分析：系统在阶跃扰动作用下，当比例系数较大时，系统的静态误差也较大，这是因为比例系数会加大幅值；在加入微分环节以后，系统的动态误差明显减小，但调节时间却延长，这是因为微分具有超前的作用，可以增加系统的稳定度。
（2）、比较不同PID参数对系统的性能产生的影响。
Ti：为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”，积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。
这样即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而增大，他推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，知道为零，由于积分项的存在会使调节时间增大。
因此，PI控制器可使系统在进入稳太后无稳态误差。
Kp:放大误差的幅值，快速抵消干扰的影响，使系统上升时间降低，如果仅有比例环节，系统会存在稳态误差。
Td：自动控制系统在克服误差的调解过程中可能会出现振荡甚至失稳，在控制器中仅引入“比例P”往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，他能预测误差的变化趋势。
这样具有比例加微分的控制器，就能够提前十抑制误差的的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重失调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象，PD控制器能改善系统在调解过程的动态特性。
（3）、分析P、PI、PD、PID四种控制规律对本实验系统的作用。
P:是基本的控制作用，比例调节对控制作用和扰动作用的响应都很快但会带来余差。