过程控制仪表实验指导书(改)
CS4000型DDC实验指导书
CS4100高级过程控制实验装置DDC实验指导书目录1.水箱对象系统实验实验一、单容水箱对象特性测试实验 (3)实验二、双容水箱对象特性测试实验 (9)实验三、单容水箱液位PID控制实验 (14)实验四、双容水箱液位PID控制实验 (22)实验五、单回路流量PID控制实验 (26)实验六、流量比值控制实验 (30)实验七、双容水箱液位串级PID控制实验 (37)实验八、前馈反馈控制实验 (42)实验九、双容水箱S MITH预估控制实验 (47)实验十、四水箱解耦控制实验 (52)2.温度对象系统实验实验一、温度特性测试实验 (59)实验二、加热水箱温度二位式控制实验 (65)实验三、短滞后环节温度二位式控制实验 (70)实验四、长滞后环节温度二位式控制实验 (75)实验五、加热水箱温度PID控制实验 (80)实验六、短滞后环节温度PID控制实验 (84)实验七、长滞后环节温度PID控制实验 (88)实验八、温度滞后S MITH预估控制实验 (92)1.水箱对象系统实验实验一、单容水箱对象特性测试实验一、实验目的1、了解单容对象的动态特性及其数学模型2、熟悉单容对象动态特性的实验测定法3、掌握单容水箱特性的测定方法二、实验设备1、四水箱实验系统硬件平台2、四水箱实验系统DDC 实验软件3、PC 机（Window XP Professional 操作系统）4、其它：连接线等三、实验原理全面地分析和测定调节对象的特性，是设计一个自动控制系统的首要前提。
一般研究调节对象特性的方法有两种：分析法和实验测定法。
分析法通过分析过程的机理、物料和能量平衡关系求得数学模型，即对象动态特性的数学描述；实验测定法通过实验测定，对取得的数据进行加工整理而求得对象的数学模型。
下面分别应用这两种方法对单容对象的动态特性进行分析，并给出单容水箱对象特性的一种实验测定法。
1、单容对象的动态特性及其数学模型以单容水槽水位调节对象为例，分析其动态特性和数学模型。
实验1指导书 常用仪器仪表的使用
实验1指导书常用仪器仪表的使用预习内容阅读《电工电子实验教程》第2章中数字万用表、直流稳压电源、函数信号发生器和数字存储示波器的使用介绍，了解各仪器面板旋钮和开关的作用，预习本实验的内容，手写预习报告。
一、试验目的掌握数字万用表、直流稳压电源、双踪示波器、函数信号发生器的使用方法。
二、实验设备数字万用表、直流稳压电源、双踪示波器、函数信号发生器。
三、实验内容1．数字万用表和稳压电源的使用1）测量电阻把万用表拨到电阻测量位置并按表1-1的要求设定万用表的档位。
测试1KΩ、10KΩ和100KΩ电阻的阻值。
把测量数据填入表1-1并计算出测量误差。
表1-1把万用表拨到直流电压测量位置并按表1-2的要求设定万用表的档位。
接通直流稳压电源并按表1-2的要求调节输出电压，然后接入万用表（极性不能接反，否则显示“－”；档位不能放错，否则显示“1”），测量输出电压，填入表1-2并计算出测量误差。
表1-22．示波器的使用（1）示波器初始设置按下示波器电源开关。
如示波器界面文字不是中文，按UTILITY（功能）键，在显示菜单中调整Language项为中文（简）。
将示波器CH1通道的探头上的衰减开关拨到×1位置。
将CH1通道探头连接到示波器右下角的校准信号（～5V@1kHz）端子.按AUTOSET（自动设置）键，观测波形并记录信号参数，填入表1-3。
（2）体会垂直控制部分的作用按CH1 MENU（CH1菜单）键，在显示菜单中，分别设定耦合方式、带宽限制、垂直灵敏度调节、探头衰减和反相等选项，观察波形及界面变化，测试并填写表1-4。
注意：计算电平值时必须计入探头的衰减量；如波形不稳定，调节触发部分的LEVEL（电平）旋钮（下同）。
表1-4调节垂直POSITION（垂直位置）旋钮和VOLTS/DIV（伏/格）旋钮，观察波形及界面变化。
按MA TH MENU（数学计算菜单）键，选择运算类型，观察波形变化。
注意：再按一次MA TH MENU键可关闭数学计算功能。
程控交换实验指导书教材
实验系统结构介绍实验系统框图实验一用户线接口模块实验一、实验目的1、全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法；2、通过对用户线接口电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。
二、实验内容1、了解用户模块AM79R70的主要性能与特点；2、熟悉用AM79R70组成的用户线接口电路；3、用示波器分别观测TP301、TP302、TP303在摘挂机时的工作电平。
三、实验仪器1、LT-CK-02E程控交换实验箱一台；2、电话机两台；3、数字示波器一台；4、数字万用表一台。
四、实验步骤1、阅读AM79R70资料和这部分电路，理解这部分电路的工作原理；2、通过电源线接通电源，打开实验箱电源开关，准备好电话机开始实验；3、“甲方一路”接上话机，分别摘机和挂机，在摘机和挂机时用万用表测量TP301,TP302，TP303的电压值；4、“甲方一路”分别摘机和挂机，利用示波器观察TP306的波形。
注意，此时示波器设为直流耦合，探针衰减设为×1；5、通过键盘和液晶显示，选择时分交换方式，“甲方一路”呼叫“甲方二路”，利用示波器观察TP301的波形。
示波器推荐设置：交流耦合，电压因子设为100mV，时基设为500uS。
探头衰减设为×1；6、实验结束，关掉实验箱电源开关，整理实验数据，制作实验报告。
五、实验报告要求1、画出本次实验的电路方框图，叙述其工作过程；2、填表写出TP301,TP302，TP303在摘挂机时的电平，并简述这三个测试点的意义；3、理解AM79R70通过C1、C2两根控制线完成有铃流信号的摘挂机检测和没有铃流信号的摘挂机检测原理。
分别画出主、被叫摘挂机检测的程序流程框图。
信令信号的产生与观测一、实验目的1、了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程；2、熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求。
二、实验内容1、用万用表测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的电压；2、用示波器测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的波形；3、各测量点说明如下：TP04：回铃音信号TP05：铃流控制信号TP06：拨号音信号TP07：忙音信号三、实验仪器1、LT-CK-02E程控交换实验箱一台；2、电话机两台；3、数字示波器一台。
A3000过程控制实验指导书(实验用)
A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注童事项以后使用。
在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。
！危险：不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤的发生。
！注意：不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。
注意：根据情况的不同，“注意”等级的事项也可能造成严重后果。
请遵循两个等级的注意事项，因为它们对于个人安全都是重要的。
1.1防止触电尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下安全事项。
！危险严格要求系统可靠接地，包括现场对象系统，控制系统，接地电阻不大于4欧姆。
当通电或正在运行时，请不要进行任何维护、维修操作，不要打开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否则会发生触电的危险。
即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子，否则接触各种充电回路可能造成触电事故。
请不要用湿手操作设定各种旋钮及按键，以防止触电。
对于电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。
否则可能会导致触电。
包括布线或检查在内的工作都应由专业技术人员进行。
在开始布线或维修之前，请断开电源，经过10分钟以后，用万用表等检测剩余电压后进行。
1.2防止烫伤！危险不要接触热水管道，避免高温烫伤。
在热水没有冷却时，不要打开锅炉，不要进行任何维修维护工作。
！注意请尽量控制水温在70度以下，以免高温烫伤，提高产品寿命。
1.3防止损坏！危险在水泵运行状态，绝对禁止进行水泵切换控制操作，否则可能损坏变频器。
！危险在水箱水位没有达到一定高度，不能启动调压器输出，否则可能损坏加热器。
该系统增加了硬件的连锁保护，但是也要在操作时注意。
！注意系统应远离可燃物体。
系统发生故障时，请断开电源。
过程控制实验指导书
过程控制及仪表实验指导书襄樊学院实验装置的基本操作与仪表调试一、实验目的1、了解本实验装置的结构与组成。
2、掌握压力变送器的使用方法。
3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。
二、实验设备1、THKGK-1型过程控制实验装置GK-02 GK-03 GK-04 GK-072、万用表一只三、实验装置的结构框图图1-1、液位、压力、流量控制系统结构框图四、实验内容1、设备组装与检查：1）、将GK-02、GK-03、GK-04、GK-07挂箱由右至左依次挂于实验屏上。
并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。
2）、先打开空气开关再打开钥匙开关，此时停止按钮红灯亮。
3）、按下起动按钮，此时交流电压表指示为220V，所有的三芯蓝插座得电。
4）、关闭各个挂件的电源进行连线。
2、系统接线：1）、交流支路1：将GK-04 PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负），GK-07的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U1、V1、W1”输入端；GK-07 的“SD”与“STF”短接，使电机驱动磁力泵打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STR”短接）。
2）、交流支路2：将GK-04 PID调节器的给定“输出”端接到GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负）；将GK-07变频器的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U2、V2、W2”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机正转打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。
3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节）在GK-02挂件上面有四组传感器检测信号输出：L T1、PT、L T2、FT（输出标准DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应水位高度、压力、流量的值。
对象系统左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，当拧开其右边的盖子时，它里面有两个3296型电位器，这两个电位器用于调节传感器的零点和增益的大小。
过程控制实验指导书
过程控制实验指导书THKGK-1过程控制实验装置的组成和各部分使用说明THKGK-1型过程控制实验装置是根据自动化专业及相关专业教学的特点，吸收了国内外同类实验装置的特点和长处，经过精心设计，多次实验和反复论证，向广大师生推出一套全新的实验设备。
该设备可以满足《过程控制》、《自动化仪表》、《工程检测》、《计算机控制系统》等课程的教学实验、课程设计等。
整个系统结构紧凑、功能多样、使用方便，既能进行验证性、研究性实验，又能提供综合性实验。
本实验装置可满足本科、大专及中专等不同层次的教学实验要求，还可为科学研究的开发提供实验手段。
本实验装置的控制信号及被控信号均采用IEC标准，即电压0～5V或1～5V，电流0～10mA或4～20mA。
实验系统供电要求为单相交流220V±10%，10A；外型尺寸为：182×160×70，重量：380Kg。
装置特点本实验装置具有以下特点：1、多种被控参数：液位、压力、流量、温度。
2、多种控制方式：位式控制、PID控制、智能仪表控制、单片机控制、PLC控制、计算机控制等。
3、多种计算机控制软件：西门子PROTOOL-CS组态软件、北京昆仑公司的MCGS组态软件以及本公司开发的上位机监控软件，另外还可以用台湾HITECH公司的ADP6.0软件与PLC 相连进行控制。
4、丰富的计算机控制算法：P、PI、PID、死区PID、积分分离、不完全积分、模糊控制、神精元控制、基于SIMULINK的动态参数自适应补偿控制等。
5、开放的软件平台：在我们提供的软件平台上，学生既可以利用我们所提供的算法程序进行实验，又可以用自己编写的PLC程序、MATLAB`程序等进行实验，还可以利用人机界面（触摸屏）的组态再结合PLC的编程来进行控制实验。
6、灵活多样的实验组合：可以很方便地对控制方式与被控参数进行不同组合，得到自己需要的单回路、多回路等多种控制系统。
系统组成被控对象包括上水箱、下水箱、复合加热水箱以及管道。
AE2000型仪表实验指导书
AE2000型过程控制实验系统使用手册智能仪表实验指导书目录第一章系统熟悉实验 (3)实验一、实验装置的基本操作（一） (3)实验二、实验装置的基本操作（二） (5)实验三、AE2000-YB软件熟悉实验 (7)第二章系统主题实验 (9)实验一、一阶单容水箱对象特性测试实验 (9)实验二、二阶双容中水箱对象特性测试实验 (15)实验三、锅炉内胆温度二位式控制实验 (21)实验四、单容水箱液位PID整定实验 (27)实验五、串接双容中水箱液位PID整定实验 (34)实验六、锅炉内胆水温PID整定实验（动态） (38)实验七、锅炉夹套水温PID整定实验（动态） (45)实验八、流量计流量PID整定实验 (52)实验九、上水箱液位和涡轮流量串级控制实验 (58)实验十、锅炉内胆和夹套温度串级控制系统 (62)实验十一、电磁和涡轮流量计流量比值控制系统实验 (67)实验十二、上水箱中水箱液位串级控制实验 (71)实验十三、换热器热水出口温度控制实验 (74)实验十四、下水箱对象特性测试实验 (80)实验十五、三容下水箱液位PID整定实验 (84)第一章系统熟悉实验实验一、实验装置的基本操作（一）系统结构的熟悉和液位传感器的校准一、实验目的1.了解实验装置的结构和组成。
2.了解信号的传输方式和路径。
3.掌握实验装置的基本操作。
4.掌握液位传感器的校准方法。
二、实验设备AE2000型过程控制实验装置，万用表。
三、实验内容1、设备的连接与检查1).关闭阀门，往AE2000型过程控制对象的储水箱灌水，水位达到总高度的90％以上时停止灌水。
2).打开以齿轮泵为动力的支路至上水箱的所有阀门，关闭动力支路上通往其它对象的切换阀门。
3).关闭上水箱泄水阀。
4).检查电源开关是否关闭。
2、系统连线1).将I/O信号面板上水箱液位的切换开关设置在1～5V位置上。
2).不需连线。
3、启动实验装置1).将实验装置电源插头接到单相220V交流电源上。
过程控制实验指导书
实验一单容自衡水箱液位特性测试实验一、实验目的1．掌握单容水箱的阶跃响应测试方法，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，用相应的方法确定被测对象的特征参数K、T和传递函数；3．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实验设备1．实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台（DCS需两台计算机）、万用表一个；2．SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根；3．SA-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个；4．SA-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个，网线四根；5．SA-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线；6．SA-42挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根。
三、实验原理所谓单容指只有一个贮蓄容器。
自衡是指对象在扰动作用下，其平衡位置被破坏后，不需要操作人员或仪表等干预，依靠其自身重新恢复平衡的过程。
图2-1所示为单容自衡水箱特性测试结构图及方框图。
阀门F1-1、F1-2和F1-8全开，设下水箱流入量为Q1，改变电动调节阀V1的开度可以改变Q1的大小，下水箱的流出量为Q2，改变出水阀F1-11的开度可以改变Q2。
液位h的变化反映了Q1与Q2不等而引起水箱中蓄水或泄水的过程。
若将Q1作为被控过程的输入变量，h为其输出变量，则该被控过程的数学模型就是h与Q1之间的数学表达式。
根据动态物料平衡关系有Q 1-Q2=Adtdh(2-1)将式(2-1)表示为增量形式ΔQ1-ΔQ2=Adthd(2-2)式中：ΔQ1，ΔQ2，Δh——分别为偏离某一平衡状态的增量；A——水箱截面积。
在平衡时，Q1=Q2，dtdh＝0；当Q1发生变化时，液位h随之变化，水箱出图2-1 单容自衡水箱特性测试系统口处的静压也随之变化，Q2也发生变化（a）结构图（b）方框图。
由流体力学可知，流体在紊流情况下，液位h与流量之间为非线性关系。
EFPT过程控制实验装置实验指导书
EFPT过程控制实验装置实验指导书EFAT/P过程控制实验装置简介1、实验装置简介2、控制对象：控制对象由⼯艺设备和现场仪表、电⽓负载三部分组成。
2.1 主要⼯艺设备包括：2.1.1 内部4.5KW三相星形连接电热丝，19升的热⽔夹套锅炉。
2.1.2 38升的⾼位溢流⽔箱（产⽣稳定压⼒的⼯艺介质——⽔）。
2.2.3 35升的液位⽔槽和105升的计量⽔槽。
2.1.4 配三相电机的循环⽔泵。
2.1.5 2只电磁阀（⽤于扰动）和28只⼿动球阀。
2.2 现场仪表包括：3、控制对象的图纸和⼿动阀的操作3.1 控制对象⼯艺流程和现场仪表总图总图实线内的图形、⽅框为安装在对象框架内的⼯艺设备及流量、压⼒、液位、温度信号的检测、变送、执⾏单元，虚线⽅框为安装在操作台上的变送、执⾏单元。
本控制对象通过切换22只⼿动阀开关可以组成不同的⼯艺流程。
在流程图表⽰阀半开半关。
删去这些截⽌状态的⼿动阀，就得到了变更后的⼯艺流程。
可⽤简化图的形式表⽰，如过程控制实验装置应⽤资料之⼀所⽰。
4、过程控制操作台4.1 操作台配电操作台⾯板的第⼀层为信号接线板。
接线板的左边是电源配电部分，其右边是从控制对象中传送来的现场仪表信号和电⽓负载。
⾯板的第⼆层和第三层⽤于插⼊实验板。
每层最多插⼊8块实验板。
4.2 信号板上与控制对象连接的现场仪表信号：虚线为可选件。
4.3信号板上与控制对象连接的电⽓负载a)循环⽔泵的三相电机（星形连接）供电端⼦U,V,W。
b)锅炉加热的三相电热丝（星形连接）供电端RL1, RL2, RL3, RN。
c)锅炉夹套加热的单相电热丝供电端⼦RL,RN（可选件）。
d)⾯板上标有“电磁阀”区域中的VD11、VD12端⼦内部已连接到⼀继电器，经继电器控制220V AC供电给电磁阀；同时该区域中标有“OV”（或-24V）端⼦应连接到同⼀⾯板上标有“24VDC”及“OV”端⼦区域的“OV”端⼦。
4.4 实验板简介4.5 使⽤注意事项⽔泵禁⽌空转：必须有⽔流通的情况下，⽔泵才能运转；第⼀次启动前必须将⽔泵注满⽔（在⽔泵上⼝有⼀只螺帽是注⽔⼝）。
过程控制系统实验指导书第二版
过程控制系统实验指导书
引言
浙江求是科教设备有限公司生产的 PCT 系列过程控制实验系统装置，可以非常好地满足过程控制 课程实验的要求。在这套设备由被控对象和控制台组成，通过手动或计算机控制，可以将被控对象 转变成不同特性的过控对象，因此，在此基础上可以进行简单的温度、压力、流量、液位的单回路 控制，而且也可以进行一系例复杂控制系统实验如：变比值控制、Simth 预估控制、解耦控制、三容 液位控制、换热器温度控制等。 一、PCT 系列过程控制实验装置特点:
控制工程基础实验指导书(答案)
控制工程基础实验指导书自控原理实验室编印（内部教材）实验项目名称：（所属课程：）院 系： 专业班级： 姓 名： 学 号：实验日期： 实验地点： 合作者： 指导教师：本实验项目成绩： 教师签字： 日期：（以下为实验报告正文）一、实验目的简述本实验要达到的目的。
目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。
二、实验仪器设备列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。
三、实验内容简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。
四、实验步骤简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。
五、实验结果给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。
六、讨论分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。
七、参考文献列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资料。
格式如下作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码实验一 控制系统典型环节的模拟一、实验目的、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法； 、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性； 、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。
二、实验仪器、控制理论电子模拟实验箱一台；、超低频慢扫描数字存储示波器一台；、数字万用表一只；、各种长度联接导线。
三、实验原理以运算放大器为核心元件，由其不同的 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图 所示。
图中 和 为复数阻抗，它们都是 、 构成。
图 运放反馈连接基于图中 点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图 得：21()o i u ZG s u Z ==-（ ） 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。
、比例环节实验模拟电路见图 所示图 比例环节传递函数：21()R G s K R =-=- 阶跃输入信号： 实验参数：（ ） 1 2 （ ） 1 2 、 惯性环节实验模拟电路见图 所示图 惯性环节传递函数：2212211211()11R CS R Z R K CS G s Z R R R CS TS +=-=-=-=-++阶跃输入： 实验参数：（ ）12（ ）2、积分环节实验模拟电路见图 所示图 积分环节传递函数：21111()Z CSG sZ R RCS TS=-=-=-=阶跃输入信号：实验参数：（ ）（ ）、比例微分环节实验模拟电路见图 所示图 比例微分环节传递函数：22211111()(1)(1)1D Z R R G S R CS K T S R Z R CS R CS =-=-=-+=-++ 其中 D 112R R 阶跃输入信号： 实验参数：（ ） 1 2 （ ） 1 2 四、实验内容与步骤、分别画出比例、惯性、积分、比例微分环节的电子电路； 、熟悉实验设备并在实验设备上分别联接各种典型环节；、按照给定的实验参数，利用实验设备完成各种典型环节的阶跃特性测试，观察并记录其单位阶跃响应波形。
PLC实验设备实验指导书(修改 )
PLC实验设备实验指导书目录第一章系统简介一、实验设备构成二、系统面板介绍第二章PLC控制实验实验一认识实验实验二舞台灯的PLC控制实验三LED数码管显示控制实验四交通信号灯的自动控制实验五驱动步进电机的PLC控制实验六电机的星/三角启动控制实验七机械手的PLC自动控制实验八四层电梯的PLC控制实验九刀库捷径方向选择控制实验十物料混合控制实验十一水塔水位控制实验十二邮件分拣控制实验十三四级传送带的控制第一章系统简介SIMITIC S7 300系列可编程控制器是德国西门子公司推出的中小型PLC。
采用了模块化无排风扇结构，且易于用户掌握，广泛应用于自动化领域。
本设备采用的为CPU313C-2DP ，主机采用24V直流电源供电，提供16个输入点和16个输出点，且有PROFIBUS-DP主从接口，可组成PROFIBUS网络。
提供了丰富的指令，可实现复杂的应用。
一、西门子PLC实验设备构成西门子PLC实验设备由以下部分组成：1．32台西门子S7-300 PROFIBUS 总线型PLC2．32个显示屏及操作板，显示屏上配备13种实验线路板3．32台个人计算机和CP5611 通讯卡4．PROFIBUS现场总线网络5．SIEMENS STEP 7 V6.0编程软件包如下图所示，32台西门子S7-300 型PLC及32台个人计算机分成4组，每8台西门子S7-300 型PLC及8台个人计算机通过西门子PROFIBUS DP总线连接在一起，形成4个独立的多主PLC局域网络。
每个独立的PLC局域网络上的个人计算机都配备了SIEMENS STEP 7编程软件包，既可以完成对本PLC的编程和状态监视，也可以对本局域网络上的任何PLC进行编程状态监视。
注意：1每个PLC站地址都贴在了PLC 主机上。
每次上传和下传程序时，BUS地址千万不要写错，否则将要传到别的设备上，影响他人工作。
2不要随意更改PLC DP插头上的“ON”，“OFF”开关，否则会造成网络不通。
控制工程基础实验指导书(答案)
控制工程基础实验指导书自控原理实验室编印（内部教材）实验项目名称：（所属课程：）院系：专业班级：姓名：学号：实验日期：实验地点：合作者：指导教师：本实验项目成绩：教师签字：日期：（以下为实验报告正文）一、实验目的简述本实验要达到的目的。
目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。
二、实验仪器设备列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。
三、实验内容简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。
四、实验步骤简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。
五、实验结果给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。
六、讨论分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。
七、参考文献列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资料。
格式如下:作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码实验一 控制系统典型环节的模拟一、实验目的1、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法；2、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性；3、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。
二、实验仪器1、控制理论电子模拟实验箱一台；2、超低频慢扫描数字存储示波器一台；3、数字万用表一只；4、各种长度联接导线。
三、实验原理以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图1-1所示。
图中Z1和Z2为复数阻抗，它们都是R 、C 构成。
图1-1 运放反馈连接基于图中A 点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图1-1得：21()o i u ZG s u Z ==-（1-1） 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。
1、比例环节实验模拟电路见图1-2所示图1-2 比例环节传递函数：21()R G s K R =-=- 阶跃输入信号：-2V 实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K （2） R 1=100K R 2=200K 2、 惯性环节实验模拟电路见图1-3所示图1-3 惯性环节传递函数：2212211211()11R CS R Z R K CS G s Z R R R CS TS +=-=-=-=-++阶跃输入：-2V实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K C=1µf（2） R=100K R 2=100K C=2µf 3、积分环节实验模拟电路见图1-4所示图1-4 积分环节传递函数：21111()Z CS G s Z R RCS TS=-=-=-= 阶跃输入信号：-2V 实验参数：（1） R=100K C=1µf （2） R=100K C=2µf 4、比例微分环节实验模拟电路见图1-5所示图1-5 比例微分环节传递函数：22211111()(1)(1)1D Z R R G S R CS K T S R Z R CS R CS =-=-=-+=-++ 其中 T D =R 1C K=12R R 阶跃输入信号：-2V实验参数：（1）R1=100K R2=100K C=1µf（2）R1=100K R2=200K C=1µf四、实验内容与步骤1、分别画出比例、惯性、积分、比例微分环节的电子电路；2、熟悉实验设备并在实验设备上分别联接各种典型环节；3、按照给定的实验参数，利用实验设备完成各种典型环节的阶跃特性测试，观察并记录其单位阶跃响应波形。
宁波工程学院 过程控制系统 CS4000DCS实验指导书 廖远江 201402(4次实验)
1）、h2（t）稳态值的渐近线h2(∞)；
2）、h2（t）|t=t1=0.4h2(∞)时曲线上的
(2)用两点法和用切线对同一对象进行参数测试，它们各有什么特点?
一、实验目的
1)、熟悉双容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
2）、根据由实际测得的双容液位阶跃响应曲线，分析双容系统的飞升特性。
二、实验设备
CS4000型过程控制实验装置，PC机，DCS控制系统与监控软件。
三、实验原理
图2-1 双容水箱系统结构图
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、实验设备
CS4000型过程控制实验装置，PC机,DCS控制系统与监控软件。
三、实验原理
图3-1为单回路上水箱液位控制系统。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DCS系统控制。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。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。
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，其理论依据是：
《工业自动化仪表与过程控制》实验指导书
《工业自动化仪表与过程控制》实验指导书授课学时：8课时授课班级：芙蓉自动化0901、0902授课学期：2012年上学期授课教师：敖章洪工业自动化仪表与过程控制实验项目一览表实验参考书：GK-1型操作说明书.实验指导书实验一实验装置的基本操作与仪表调试实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必做一、实验目的1）、了解本实验装置的结构与组成。
2）、掌握液位、压力传感器的使用方法。
3）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。
二、实验设备1) TKGK-1型过程控制实验装置：交流变频器GK-07-2直流调速器GK-06PID调节器GK-042)万用表三、实验装置的结构框图图1-1、液位、压力、流量控制系统的结构框图四、实验内容1、设备组装与检查：1）、将GK-07-2、GK-06、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。
并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。
2）、检查挂件的电源开关是否关闭。
3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。
2、系统接线1）、直流部分：将一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK06的控制电压“输入”；GK06的“电枢电压”和“励磁电压”输出端分别接GK01的直流他励电动机的“电枢电压”和“励磁电压”输入端。
2）、交流部分：将另一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”端接GK-07-2变频器的“2”与“5”接线端；将GK-07-2变频器的输出“A、B、C”接GK-01上三相异步电机的“A、B、C”输入端；将三相异步电机接成三角形，即“A”接“Z”、“B”接“X”、“C”接“Y”；GK-07-2 的“SD”接“STR”使电机正转打水，（若此时电机为反转则“SD”接“STF”）。
3、启动实验装置：1）、将实验装置电源插头接到~220V市电电源。
2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。
3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，交流电压表指示220V。
化工仪表及自动化实验指导书
化工仪表及自动化实验指导书（过控装备与控制工程教研室）南昌大学环境与化学工程学院二0 一0 年五月本实验指导书系根据《过程装备控制技术与应用》课程及实验室已有设备而设置的实验内容编写的。
通过实验操作，使学生增强感性认识，加深对书本理论知识的理解，提高动手能力，熟悉和掌握仪表实验工作的一般方法，为将来的实验工作和科学研究打下基础。
实验要求在实验过程中，务必做到以下几点：1、实验前必须预习有关实验内容；2、进入实验室后，应首先认真听取实验介绍，以提高操作效率；3、熟悉并检查实验装置的组成部分及连线；4、按实验要求连接实验装置后，需经老师检查方可进行操作；5、实验过程中，应遵守实验室的规章制度，爱护设备。
在实验过程中未按操作步骤进行而造成仪器、设备、工具等损坏以及发生事故，待查明原因后，按学校有关规定予以赔偿；6、实验后，各小组须整理清点实验工具，并交老师核查；7、按实验具体要求，认真完成实验报告。
在做实验报告时应注意以下几点：1、明确实验目的；2、了解实验内容；3、熟悉实验装置;4、掌握实验方法;5、制定实验步骤;6、处理实验数据（数据准确、表格合理、图形清晰）；7、得出实验结果；8、提出分析建议（注意现象，分析误差等原因）。
目录一、实验一弹簧管压力表的校验 (5)二、实验二热电偶与动圈仪表的配套使用 (7)三、实验三自动电子电位差计的校验 (10)四、实验四自动电子平衡电桥的校验 (12)五、实验五XMZ-102数显仪表的校验 (13)六、实验六XMZ-101数显仪表的校验 (14)七、实验七电容式差压变送器认识与校验 (15)实验一弹簧管压力表的校验一、实验目的:1、熟悉工业用弹簧管压力表的构造、工作原理及校验方法;2、掌握压力校验器的基本结构原理和操作方法。
实验设备1、手轮2、手摇泵3、活塞4、被校压力表5、6、7、针形阀8标准压力表9、贮油杯工作原理如图1所示：往油杯内注入传压工作介质（变压器油），打开针形阀 6，关闭针形阀5和7,逆时针方向旋转手轮 1，将工作介质吸入手摇泵内，然后关闭针形阀 6，打开针形阀5和7,顺时针方向旋转手 轮，使手摇泵内的活塞3移动所产生的压力经工作介质传递至压力表4和8上。
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。
基于MicroLogix1400的A1000实验指导书V1【范本模板】
基于MicroLogix 1400的A1000实验指导书(版本1。
0）北京华晟高科教学仪器有限公司编制文件编号:A1000HH11前言《基于MicroLogix1400的A1000实验指导书》是根据A1000过程控制实验系统的相关内容编写的,包括了如下内容：1、MicroLogix1400 PLC控制系统。
2、MicroLogix1400 PLC控制系统编程。
3、MicroLogix1400 PLC控制系统和组态软件的连接.4、范例A1000实验的编程详细介绍5、组态软件对MicroLogix1400 PLC的监控6、A1000其他实验指导不介绍具体的A1000操作，有关内容将在独立的指导书中介绍。
指导书中一定有许多不完善之处,敬请各位专家、院校师生和广大读者批评指正。
申明:本培训书内容只适合华晟高科A1000教学实验。
范例和文档内容只用于提供信息，对本书不承担任何工业应用的保证.修订记录：2010。
6杨静编写本书，并提供控制程序。
北京华晟高科教学仪器有限公司二零一零年六月目录第一章MicroLogix1400控制器 (1)1。
1 MicroLogix 1400 控制器简介 (1)1。
1。
1通讯选件 (2)1.1。
2 存储器模块 (2)1.1.3 1762 扩展I/O (3)1。
1。
4 LCD的使用 (4)1。
2 MicroLogix 1400控制器接线图（L32BW AA） (5)1。
2。
1 接线端子布置图 (5)1.2。
2 控制器I/O接线 (6)1.2。
3模拟量数据转换 (8)第二章控制器编程软件和组态软件 (9)2.1 软件安装 (9)2.1。
1 RSLogix 500 的安装 (9)2。
1。
2 RSLinx的安装 (13)2.1.3组态软件RSView32的安装 (16)2.2 控制器编程 (20)2。
2.1 通信设置 (20)2.2.2 创建工程 (21)2.2.3 程序编写 (22)2.2.4 程序下载 (26)2。
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电工学院《过程控制仪表》实验指导书陈湘萍编写适用专业：测控技术与仪器贵州大学二OO 七年八月前言本课程实验的目的是让学生模拟实际生产过程控制中广泛使用的主要控制仪表，调节器、变送器在整个控制系统中的作用。
教学的基本要求：1．掌握典型调节器的构成原理、线路结构和调校方法，掌握调节器中PID 参数的作用和调校方法。
2．掌握差压变送器、温度变送器的构成原理以及调校方法。
本课程设置两个实验：实验一变送器的构成和调校该实验是在学习了传感器零点和量程相互影响的相关知识的基础上开设，通过动手进行量程和零点的调校，有利于学生加深对这一知识点的理解。
本实验属于验证性实验。
实验二一阶、二阶系统的模拟调节该实验是在学习了PID调节器的基础上开设，实验目的是通过反复调节调节器的PID参数并在获得水箱响应曲线的基础上，体验比例（P），积分（I），微分（D）在实际调节过程中对控制对象的不同作用。
加深对不同调节环节作用的理解，本实验属于综合性实验目录1、实验一：变送器的构成和调校································································42、实验二：一阶、二阶系统的模拟调节····················································73、实验报告基本内容要求·············································································114、实验报告格式·····························································································12实验一：变送器的构成和调校实验学时：2学时实验类型：验证性实验要求：必修一、实验目的1）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法2）、掌握差压传感器零点的迁移方法。
3）、加深理解传感器零点与量程的相互影响二、实验内容1、设备组装与检查：2、系统接线3、启动实验装置：4、仪表调整：三、实验原理、方法和手段系统结构框图如下所示¸ø¸ø图1-1、水位、压力、流量控制系统框图四、实验组织运行要求采用集中授课形式，以教师讲授实验原理及实验步骤、学生动手操作为主。
五、实验条件TKGK-1实验台、万用表六、实验步骤1、设备组装与检查：1）、将GK-07、GK-06、GK-05、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。
并将挂件的三蕊插头插于相应插座中。
2）、检查挂件电源开关是否关闭。
3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。
2、系统接线1）、按照装置使用说明书中的GK-07交流变频调速控制箱的常用使用方法进行接线。
2）、将GK-05正给定信号接至GK-07变频器的VIA与GND端子。
3、启动实验装置：1）、将实验装置电源插头接到220V市电电源。
2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。
3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，电压表指示220V。
4、仪表调整：在GK-02模块左侧，设有四个控制参数的数显仪表，其输入接线柱分别接LT1、PT、LT2、FT、TT等相应传感器检测信号的输出（标准信号为0~5V DC）。
表头的右侧各有二个电位器，可通过这些电位器调整零位和增益，在传感器校验实验时要使用，同时在实验进行之前，每次都应调整好传感器的零位和增益。
5．调试步骤如下：1）、打开阀1、阀3，关闭阀7、阀8，（或者打开阀7、阀8，关闭阀1、阀3）关闭阀2、阀4，然后开启变频器，启动水泵，给上下水箱供水，使其液面上升至10cm高度，关闭变频器。
2）、用三根ø6的橡皮导气管（约0.6m长），使其一端（上端）竖直地插入上、下水箱底部（上水箱插两根，下水箱插一根）。
另一端（下端）完全裸露在大气中。
3）、将三根导气管的下端接到三个差压传感器（MPX2010DP）的正压室。
4）、将各增益调节电位器置于中间位置，然后调节零位调节电位器，使LT1两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，LT2两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。
5）、开始零位调节：a、打开阀2、阀4，排空上、下水箱中的水，关闭阀2、阀4。
b、调节“零位调节”电位器，使LT1、LT2和PT输出为零伏，显示器显示为00.00cm。
注：稳定几分钟后进入下一步。
6）、开始增益调节：a、启动齿轮泵，使上、下水箱水位上升至于10cm高度，然后再关闭齿轮泵。
b、调节“增益调节”电位器，使LT1、LT2显示器显示10.00cm，Pa显示器显示980Pa。
7）、重复5、6步骤，复调零位和增益，以满足系统要求（传感器输出电压为3.33V伏时，LT1与LT2的显示值为10.00cm，Pa的显示值为980Pa）。
七、思考题1．为什么零点和量程是相互影响的实验二：一阶、二阶系统的模拟调节实验学时：4学时实验类型：综合性实验要求：必修一、实验目的1）、熟悉单回路单容、双容液位控制系统的组成和工作原理。
2）、研究系统分别用P、PI和PID调节时的控制性能。
3）、定性地分析P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。
二、实验内容（一）、比例（P）调节器控制（二）、比例积分调节器（PI）控制（三）、比例积分微分调节器（PID）控制三、实验原理、方法和手段¸ø图2-1、双容水箱液位控制系统的方框图图2-1为双容水箱液位控制系统。
这也是一个单回路控制系统，它是有两个水箱相串联，控制的目的是使下水箱的液位高度等于给定值所期望的高度；具有减少或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
显然，这种反馈控制系统的性能完全取决于调节器Gc（S）的结构和参数的合理选择。
由于双容水箱的数学模型是二阶的，故它的稳定性不如单容液位控制系统。
对于阶跃输入（包括阶跃扰动），这种系统用比例（P）调节器去控制，系统有余差，且与比例度成正比，若用比例积分（PI）调节器去控制，不仅可实现无余差，而且只要调节器的参数δ和Ti调节得合理，也能使系统具有良好的动态性能。
比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的控制作用，从而使系统既无余差存在，又使其动态性能得到进一步改善。
四、实验组织运行要求采用集中授课形式，以教师讲授实验原理及实验步骤、学生动手操作为主。
五、实验条件TKGK-1实验台、万用表、秒表.六、实验步骤（一）、比例（P）调节器控制1）、按图2-1所示的结构接成单回路的实验系统。
其中被控对象是下水箱，被控制量是下水箱的液位高度。
2）、把调节器置于“手动”状态，其积分是时间常数置于最大处，微分作用开关设在“关”的位置，比例度设置于最大值处，“正-反”开关拔到“反”的方向，即此时的调节器为比例调节（P）。
3）、启动工艺流程并开启相关仪器和计算机程序，在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被调量调到给定值（一般把液面高度控制在水箱高度的50%处）。
4）、观察计算机显示屏的曲线，待被调量基本稳定于给定值后，即可将调节器的开关由“手动”位置拔到“自动”状态，使系统变为闭环控制运行。
5）、待系统的输出趋于平衡不变后，加入阶跃扰动信号（一般可通过改变设定值的大小来实现），经过一段时间运行后，系统进入了新的平衡状态。
利用秒表和LT2液位指示仪表记录整个过渡过程曲线,计算系统的余差e ss和超调量σp的大小。
（二）、比例积分调节器（PI）控制1）、在比例调节器控制实验的基础上，加上积分作用，即把“I”（积分）由最大处（“关”）旋至中间某一位置，观察被控制量是否能回到原设定值的位置，以验证系统在PI调节器控制下，系统对阶跃扰动无余差存在。
2）、固定比例度δ值（中等大小），给定一积分时间Ti值。
然后加一阶跃扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线、调节时间t S、超调量σP。
注意: 过小的δ和过小的Ti都可能会导致系统的不稳定。
（三）、比例积分微分调节器（PID）控制1）、在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，即把D打开。
然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线，并与实验（二）PI控制下的曲线相比较，以看出微分D对系统性能的影响。
2）、选择合适的δ、Ti和Td ，使系统的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线（阶跃输入可由给定值从50%增至60%来实现）。
七、思考题1）、实验系统在运行前应做好哪些准备工作？2）、为什么双容液位控制系统比单容液位控制系统难于稳定？3）、有人说：由于积分作用增强，系统会不稳定，为此在积分作用增强的同时应增大比例度δ，你认为对吗？为什么？4）、试用控制原理的相关理论分析PID调节器的微分作用为什么不能太大？5）、为什么微分作用的引入必须缓慢进行？这时的比例度δ是否要改变？为什么？6）、调节器参数（δ、Ti和Td）的改变对整个控制过程有什么影响？八、实验报告1）、画出、PI、PID控制时的阶跃响应曲线，并分析微分D对系统性能的影响。
2）、综合评价P、PI、和PID三种调节器对系统性能的影响。
实验报告的基本内容及要求1．实验预习在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
对实验中的安全注意事项及可能出现的现象等做到心中有数，但这些不要求写在预习报告中。
2．实验记录学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
3．实验总结主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
贵州大学实验报告学院：专业：班级：。