过程控制系统实验报告

《过程控制系统实验报告》

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学生姓名：

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指导教师：

2015 年6 月

过程控制系统实验报告

部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日

姓名学号班级成绩

实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时

课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统

一、实验仪器与设备

A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表

二、实验要求

1、使用比例控制进行单溶液位进行控制，要求能够得到稳定曲线，以及震荡曲线。

2、使用比例积分控制进行流量控制，能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行

比较。

3、使用比例积分微分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行比较。

三、实验原理

(1)控制系统结构

单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P, PI，PD控制器特性。

水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制，看控制效果，进行比较。

控制策略使用PI、PD、PID调节。

(2)控制系统接线表

使用ADAM端口测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端

口

锅炉液位LT101 AI0 AI0

调节阀FV101 AO0 AO0

四、实验内容与步骤

1、编写控制器算法程序，下装调试；编写测试组态工程，连接控制器，进行联合调试。这些步骤不详细介绍。

2、在现场系统上，打开手阀QV-115、QV-106，电磁阀XV101（直接加24V到DOCOM，GND到XV102控制端），调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。

3、在控制系统上，将液位变送器LT-103输出连接到AI0，AO0输出连到变频器U-101控制端上。

注意：具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。对于全连好线的系统，例如DCS，则必须安装已经接线的通道来编程。

4、打开设备电源。包括变频器电源，设置变频器4-20mA的工作模式，变频器直接驱动水泵P101。

5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆，启动控制系统。

6、启动计算机，启动组态软件，进入测试项目界面。启动调节器，设置各项参数，将调节器的手动控制切换到自动控制。

7、设置PID控制器参数，可以使用各种经验法来整定参数。这里不限制使用的方法。

五、实验结果记录及处理

六、实验心得体会：

比例控制特性：能较快克服扰动的影响，使系统稳定下来，但有余差。

比例积分特性：能消除余差，它能适用于控制通道时滞较小、负荷变化不大、被控量不允许由余差的场合。

比例微分特性：对于改善系统的动态性能指标，有显著的效果。

比例积分微分特性：可以消除余差，又能提高系统的稳定性。

过程控制系统实验报告

部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日

姓名学号班级成绩

实验名称实验二双容水箱液位定值控制实验学时

课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统

一、实验仪器与设备

A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表

二、实验要求

1、掌握多容系统单回路控制的特点

2、深入了解PID控制特点。

3、深入研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。

三、实验原理

1、系统结构

水从中水箱进入，中水箱闸板开度8毫米，进入下水箱，下水箱闸板开度5-6毫米。要保证中水箱闸板开度大约下水箱闸板开度，这样控制效果好些。水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过闸板来改变。

2、控制逻辑结构

双容水箱液位控制系统

3、控制系统接线表

测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端口使用ADAM端口下水箱液位LT103 AI0 AI0

调节阀FV101 AO0 AO0

四、实验内容与步骤

1、使用组态软件进行组态。注意实时曲线时间要设定大些，例如15分钟。因为多容积

导致的延迟比较大。

2、在A3000-FS上，打开手阀JV205、JV201，调节中水箱、下水箱闸板具有一定开度，

其余阀门关闭。

3、连线：下水箱液位连接到内给定调节仪输入。内给定调节仪的输出连接到调节阀的

控制端。

4、打开A3000电源。在A3000-FS上，启动右边水泵，给中水箱注水。

5、按所学理论操作调节器，进行PID设定。首先还是使用P比例调节，单容实验的P

值可以参考。然后再加I值。参见上一实验。

五、实验结果记录及处理

六、实验心得体会：

PID 控制特点：它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要技术之一。当被控对象结构和参数不能完全掌握，或不到精确数学模型时，控制理论其它技术难以采用时，系统控制器结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。

过程控制系统实验报告

部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日

姓名学号班级成绩

实验名称实验三流量调节阀 PID单回路控制学时

课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统

一、实验仪器与设备

A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表

二、实验要求

1、熟悉单回路流量PID控制系统的硬件配置。

1、根据实验数据，进一步了解流量PID控制。

三、实验原理

流量

调节

阀控

制流

程图

如图

2.5.

1所

示。