过程控制工程实验报告模板

成绩
过程控制工程
实验报告
班级：_______________________________________ 姓名：_______________________________________ 学号：_______________________________________ 指导老师：___________________________________ 实验日期：___________________________________
目录
实验一上水箱特性测试（计算机控制）实验 (2)
实验二压力单闭环控制系统的设计与实验 (7)
实验三上水箱液位和流量串级系统（计算机控制） (9)
实验四流量比值控制系统（计算机控制） (12)
实验一上水箱特性测试（计算机控制）实验
一、实验目的
通过实验掌握对象特性的曲线的测量的方法，测量时应注意的问题，对象模型参数的求取方法。

二、实验项目
1.认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。

2.测试上水箱的对象特性。

三、实验设备与仪器
1.水泵I
2.变频器
3.压力变送器
4.主回路调节阀
5.上水箱液位变送器
6.上水箱
7.牛顿模块（输入和输出）
四、实验原理
1.实验系统的流程图和方框图见图2-1-a和图2-1-b<,
图2∕-a 上水箱特性测试（计算机控制）流程
2）一阶对象
K一一广义对象放大倍数（求法见1）
TO——广义对象时间常数（为阶跃响应变化到新稳态值的63.2%所需要的时间）
T——广义对象时滞时间（即响应的纯滞后，直接从图测量出）
五、注意事项
1.测量前要使系统处于平衡状态下，反应曲线的初始点应是输入信号的开始作阶跃信号的瞬间，
这一段时间必须在记录纸上标出，以便推算出纯滞后时间τ。

测量与记录工作必须
2.所加扰动应是额定值的10%左右。

六、实验说明及操作步骤
1.了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。

熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。

熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。

2.将上水箱特性测试（计算机控制）所用实验设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。

3.确认接线无误后，接通电源。

4.运行组态王，在工程管理器中启动“上水箱液位测试实验”，点击快验选择I按钮,选择一阶液位对象。

5.|手动/自动静按钮切换到手动,点击IPID设定I按钮设定系统的输入信号值,点击I实时曲线按钮观察输出曲线。

6.在IPID设定I中,点击ETG设定一数值使系统液位处于某一平衡位置（设定的数值过大会影响系统稳定所需的时间）。

7.改变U（k）输出，给系统输入幅值适宜的正向阶跃信号（阶跃信号在5%-15%之间），使系统的输出信号产生变化,上水箱液位将上升到较高的位置逐渐进入稳态。

8.点击I历史曲线I按钮,观察计算机中上水箱液位的正向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。

9.改变u（k）输出，给系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，使系统的输出信号产生在丝箱液将下降至较低的位置逐渐进入稳态。

10.点击I历史曲阙按钮,观察计算机中上水箱液经的反向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。

七、实验报告
实验二压力单闭环控制系统的设计与实验
一、实验目的
1、熟悉单闭环控制系统的特点、组成及工作原理。

2、熟悉控制器PID参数对过渡过程的影响。

3、掌握单闭环控制系统的设计及控制器参数整定方法。

4、培养学生对检测系统的综合应用能力。

5、通过理论联系实际，加强对学生实践动手能力和开发创新能力的培养。

二、实验任务
根据实验室现有设备，设计一压力单闭环控制系统以满足储镰压力控制要求，并
自选一种控制器参数整定方法对其进行参数工程整定。

三、实验设备与仪器
1.水泵I
2.压力变送器
3.变频器
4.牛顿模块（输入、输出）
5.上水箱液位变送器
6.流量计
7.调节阀
实验三上水箱液位和流量串级系统（计算机控制）
一、实验目的
1.通过实验掌握串级控制系统的基本概念，掌握串级控制系统的组成结构，即主被控参数、副被控参数、主调节器、副调节器、主回路、副回路。

2.通过实验掌握串级控制系统的特点、串级控制系统的设计，掌握串级控制主、副控制回路的选择。

掌握串级控制系统参数整定方法，并将串级控制系统参数投运到实验中。

二、实验项目
1.掌握串级控制系统的组成及特点并连线构成一个液位-流量串级控制系统。

2.将上述串级控制系统投入自动。

3.对该系统进行调节器参数整定，使系统的阶跃响应出现4：1衰减比。

三、实验设备与仪器
1.水泵【
2.压力变送器
3.变频器
4.牛顿模块（输入、输出）
5.上水箱液位变送器
6.流量计
7.调节阀
四、实验原理
1.上水箱液位和流量串级控制系统的控制流程图和系统框图见图5-1-a和图5-1-bo
图5-1-b上水箱液位和流量串级控制系统框图（计算机控制）
五、注意事项
1.加干扰应在系统稳定的前提下进行。

2.组态王软件中，下标为1的是副回路参数，下标为2的是主回路参数。

六、实验说明及操作步骤
1.打开计算机组态王软件的工程管理器，选中“串级实验”，点击运行，进入串级实验界面。

2.点击“自动/手动”按钮，使系统在自动状态，点击“PID设定按钮”，调出P1D设定界面。

3 .投入参数，观察液位和流量的曲线，调整参数观察计算机控制的效果。

待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位的变化曲线。

4 .再等系统稳定后，给系统下水箱加干扰信号，观察下水箱液位变化的曲线。

七、实验报告
实验四流量比值控制系统（计算机控制）
一、实验目的
1 .通过实验加深了解比值控制系统的基本概念、比值控制系统的结构组成。

2 .掌握比值系数的计算，掌握比值控制系统的参数整定。

二、实验项目
1 .掌握比值控制系统的组成及特点并连线构成一个比值控制系统。

2 .将上述串级控制系统投入自动。

3 .对该系统进行调节器参数整定。

三、实验设备与仪器
1 .水泵I
2 .压力变送器
3 .变频器
4 .主回路调节阀、主回路流量计
5 .副回路调节阀、副回路流量计
6 .比例器
7 .牛顿模块（输入、输出）
8 .上水箱、中水箱
四、实验原理
1 .流量比值控制系统的控制流程图和系统框图见图6-1-a 和图6-1-b 。

1.本实验需要设置的参数如下: KP=3
（参考值）（比例增益） Ti=18
（参考值）（积分时间秒） Td=O
（参考值）（微分时间秒） Sp
（计算机控制给定值） U(k)
（计算机输出值） PV （主流量检测值）
（时，变送器对应的输
J ：
t 信号12则进入调节器
时，可得：
PV2（副流量检测值）
Kc（比值系数）
2.本实验需要恒压供水。

六、实验说明及操作步骤
1.根据实验系统流程图，将流量比值实验所用设备，按系统框图连接。

2.接通总电源和各仪表电源。

3.调出计算机控制的流量比值实验界面。

将“手动/自动”按钮转换到自动状态，点击“PID 设定”按钮，调出PID参数设定界面。

选取适当的P1D参数投入运行。

4.调节KC,改变流量的比值。

5.系统的参数整定，调节器的参数整定可按单回路或串级控制系统的整定方法进行。

6.系统稳定后，改变主回路中流量的大小，观察副回路流量的变化。

7.观察计算机上历史曲线的变化。

记录并处理历史曲线。

8.改变比例器的比例系数，观察流量的变化。

七、实验报告。