单容水箱液位定值控制实验

实验上水箱液位定值控制系统

一. 实验目的

1．了解闭环控制系统的结构与组成。

2．了解单闭环液位控制系统调节器参数的整定。

3．观察阶跃扰动对系统动态性能的影响。

二. 实验设备

1. THJ-2型高级过程控制系统装置

2. 计算机、上位机MCGS组态软件、RS232-485转换器1只、串口线1根

三. 实验原理

单回路控制系统的结构/方框图: 它是由被控对象、执行器、调节器和测量变送器组成一个单闭环控制系统。系统的给定量是某一定值，要求系统的被控制量稳定至给定量。由于这种系统结构简单，性能较好，调试方便等优点，故在工业生产中已被广泛应用。

本实验系统的被控对象为上水箱，其液位高度作为系统的被控制量。系统的给定信号为一定值，它要求被控制量上水箱液位在稳定时等于给定值。由反馈控制的原理可知，应把上水箱的液位经传感检测作为反馈信号。其实验图如下：

过程：储水箱的水被抽出后经过电动调节阀调节进水量送给上水箱，经过LT1的测量变送使上水箱的液位反馈给LC1，LC1控制电动调节阀的开度进而控制入水流量，达到所需要的液位并保持稳定。

四．实验接线

其接线图为：图中LT2改接为LT1

五．实验内容及步骤

1．按图要求，完成系统的接线。

2．接通总电源和相关仪表的电源。

3．打开阀F1-1、F1-2、F1-6和F1-9，且把F1-9控制在适当的开度。

4．设置好系统的给定值后，用手动操作调节器的输出，使电动调节阀给上水箱打水，待其液位达到给定量所要求的值，且基本稳定不变时，把调节器切换为自动，使系统投入自动运行状态。

5．启动计算机，运行MCGS组态软件软件，并进行下列实验：

设定其智能调节仪的参考参数为：SV=8cm；P=20；I=40；D=0；CF=0；ADDR=1；Sn=33；diH=50;dil=0;上水箱出水阀开度：45%。运行MCGS组态软件软件，并进行实验当实验数据稳定的同时记录的实验曲线如下图：

其系统达到稳态的实验数据为：

系统大约在5分钟左右到达稳态，记录下的曲线为阶跃响应曲线。

在系统达到稳态之后，加入一阶跃扰动，使上水箱液位的设定值变为SV=9cm 待系统到达稳态后记录其曲线为：

大约5分钟后系统达到稳态，对系统施加一干扰，使下水箱出水阀门F1-10的开度增加，观察系统的变化，经过系统的再次调整，系统达到稳态状态下的实验曲线为下图：

六．总结

该控制系统具有良好的抗干扰的能力。当干扰出现后，系统能在调节器的控制下很快的进行调整，并在短时间内达到新的稳定状态。