《过程控制系统》实验报告
北京科技大学过程控制实验报告
实验报告课程名称：过程控制系统实验项目名称：被控对象特性测试实验日期与时间： 2022.07 指导教师：班级：姓名：学号：成绩：一、实验目的要求1．了解控制对象特性的基本形式。
2．掌握实验测试对象特性的方法，并求取对象特性参数二、实验内容本节实验内容主要完成测试对象特性，包含以下两部分内容：1．被控对象特性的实验测定本实验采用飞升曲线法（阶跃向应曲线法）测取对象的动特性。
飞升曲线是指输入为阶跃信号时的输出量变化的曲线。
实验时，系统处于开环状态，被控对象在某一状态下稳定一段时间后，输入一阶跃信号，使被控对象达到另一个稳定状态，得到被控对象的飞升曲线。
在实验时应注意以下的一些问题：1）测试前系统应处于正常工作状态，也就是说系统应该是平衡的。
采取一切措施防止其他干扰的发生，否则将影响实验结果。
2）在测试工作中要特别注意工作点与阶跃幅度的选取。
作为测试对象特性的工作点，应该选择正常工作状态，也就是在额定负荷及正常的其他干扰下，因为整个控制过程将在此工作点附近进行。
阶跃作用的取值范围为其额定值的 5－10%。
如果取值太小，由于测量误差及其它干扰的影响，会使实验结果不够准确。
如果取值过大，则非线性影响将扭曲实验结果。
不能获得应有的反应曲线，同时还将使生产长期处于不正常的工作状态，特别是有进入危险区域的可能性，这是生产所不能允许的。
3）实验时，必须特别注意的是，应准确地记录加入阶跃作用的计时起点，注意被调量离开起始点时的情况，以便计算对象滞后的大小，这对以后整定控制器参数具有重要的意义。
4）每次实验应在相同的条件下进行两次以上，如果能够重合才算合格。
为了校验线性，宜作正负两种阶跃进行比较。
也可作不同阶跃量的实验。
2．飞升曲线数据处理在飞升曲线测得以后，可以用多种方法来计算出所测对象的微分方程式，数据处理方法有面积法、图解法、近似法等。
面积法较复杂，计算工作量较大。
近似法误差较大，图解法较方便，误差比近似法小。
过程控制系统课程设计报告报告实验报告1
过程控制系统课程设计报告报告实验报告成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》名称：单容水箱液位过程控制班级：2011级自动化过程控制方向姓名：学号：目录前言一．过程控制概述 (2)二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3)三．系统组成与工作原理 (5)（一）外部组成 (5)（二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5)（三）其它模块和功能 (8)四．调试过程 (9)（一）P调节 (9)（二）PI调节 (10)（三）PID调节 (11)五．心得体会 (13)前言现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。
首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。
通过对基础训练设施的集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。
其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。
为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。
应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。
第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。
以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。
本次工程实践就是针对单容水箱液位进行恒高度控制通过调试，来熟悉THJ-2型高级过程控制实验装置。
通过本次工程实践，来熟悉工业过程控制的工作流程以及其控制原理。
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。
过程控制系统仿真实习报告
过程控制系统仿真实习报告一、实习目的与要求本次实习旨在通过使用MATLAB/Simulink仿真工具，对过程控制系统进行仿真研究，加深对控制理论的理解，提高控制系统设计和分析的能力。
实习要求如下：1. 熟练掌握MATLAB/Simulink的基本操作和仿真功能。
2. 了解过程控制系统的原理和常见控制策略。
3. 能够运用MATLAB/Simulink对过程控制系统进行建模、仿真和分析。
二、实习内容与过程1. 实习准备在实习开始前，先对MATLAB/Simulink进行学习和了解，掌握其基本的使用方法和功能。
同时，对过程控制系统的原理和常见控制策略进行复习，为实习做好充分的准备。
2. 实习过程(1) 第一个仿真项目：水箱液位控制系统在这个项目中，我们首先建立水箱液位的数学模型，然后根据该模型在Simulink中搭建仿真模型。
我们分别设计了单容、双容和三容水箱的液位控制系统，并分析了控制器参数对系统过渡过程的影响。
通过调整控制器参数，我们可以得到满意的控制效果。
(2) 第二个仿真项目：换热器温度控制系统在这个项目中，我们以换热器温度控制系统为研究对象，根据自动控制系统的原理，利用降阶法确定对象的传递函数。
在Simulink中，我们搭建了单回路、串级和前馈-反馈控制系统模型，并采用常规PID、实际PID和Smith预测器对系统进行仿真。
通过对比不同控制策略的仿真曲线，我们分析了各种控制策略的优缺点。
(3) 第三个仿真项目：基于模糊PID的控制系统在这个项目中，我们以工业锅炉燃烧过程控制系统为研究对象，利用模糊PID控制器优化锅炉燃烧过程控制系统的主要三个子系统：蒸汽压力控制系统、炉膛负压控制系统、燃料与空气比值系统的被控对象的函数。
通过仿真，我们优化了控制器的参数，使得系统在加入扰动后能够快速恢复稳定的状态。
三、实习收获与体会通过本次实习，我对MATLAB/Simulink仿真工具有了更深入的了解，掌握了其在过程控制系统仿真中的应用。
《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。
过程控制系统实验报告
《过程控制系统实验报告》院－系：专业：年级：学生姓名：学号：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与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，以与震荡曲线。
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。
测量或控测量或控制量使用PLC端使用ADAM端四、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。
过程控制系统实验报告
南京工程学院实验报课程名称：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：________________________________自动化学院实验一单容对象的控制及参数整定、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。
、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 o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、实验内容和步骤1、使用MatLab 进行模拟仿真。
仿真图如下:“乐骗咼寧*斥闵国Reddy11 1 1I15s+1►iode452、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ScopeOS e A□务®►■阿下［瓯mJ―3畀瞪国总射团阖曝五、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。
《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。
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。
过程控制系统实习报告
一、实习背景与目的随着工业自动化程度的不断提高，过程控制系统在各个工业领域中的应用越来越广泛。
为了深入了解过程控制系统的原理、设计与应用，我们来到了XX公司进行为期两周的过程控制系统实习。
本次实习旨在通过实际操作，掌握过程控制系统的基本原理、设计方法和应用技术，为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
二、实习单位及环境XX公司成立于20XX年，是一家专业从事工业自动化控制系统研发、生产、销售和服务的高新技术企业。
公司占地面积XX平方米，拥有现代化的生产设备和完善的检测手段。
在实习期间，我们主要参观了公司的研发中心、生产车间和客户服务中心。
三、实习内容与过程（一）过程控制系统基本原理学习1. 系统组成：过程控制系统主要由传感器、执行器、控制器和被控对象组成。
传感器用于检测被控对象的物理量，执行器用于控制被控对象的物理量，控制器用于处理传感器信号并输出控制信号。
2. 控制策略：过程控制系统常用的控制策略有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
PID控制是最常用的控制策略，它通过比例、积分和微分三个参数对系统进行调节。
3. 系统稳定性：过程控制系统的稳定性是保证系统正常运行的关键。
系统稳定性分析主要涉及根轨迹、频率响应等理论。
（二）过程控制系统设计1. 系统需求分析：根据实际应用需求，确定系统控制目标、被控对象特性和环境条件等。
2. 系统选型：根据系统需求，选择合适的传感器、执行器和控制器。
3. 系统调试：通过调整控制器参数，使系统达到预期控制效果。
（三）实际操作与案例分析1. PLC编程：学习使用PLC编程软件，编写简单的控制程序，实现对被控对象的控制。
2. 组态软件应用：学习使用组态软件，搭建过程控制系统，实现实时监控和报警功能。
3. 案例分析：分析典型过程控制系统的应用案例，了解实际工程中的设计思路和解决方案。
四、实习收获与体会1. 理论知识与实践相结合：通过实习，将所学过程控制系统理论知识与实际应用相结合，提高了自己的实际操作能力。
过程控制系统实验报告
过程控制系统实验报告姓名：指导教师：南京理工大学 2015 年 5月实验二传感器、执行器实验一、实验目的了解传感器、执行器的工作原理，掌握它们在实际过程控制中的应用。
二、实验要求编程实现系统液位、温度、流量等模拟量的数据采集以及模拟量的输出。
三、实验步骤1、液位传感器的测试在水箱内按要求注入不同高度的纯净水，利用万用表和USB-4711A板卡的A/D口分别测出液位传感器的输出电压，并在计算机内将电压转换成对应的高度。
将测量数据填入下表。
因为我们使用的实验仪器测高计有明显的机械误差，通过实际0mm时测量高度为192mm，表测电压为-2.4V。
所以实际相对误差应是消除高度计所造成的机械误差之后的值，一并在表中列出了。
2、温度传感器的测试用温度计测量出水温，同时利用万用表和USB-4711A板卡的A/D口测出温度传感器的输出电压，并在计算机内将其转换成相应的温度。
将测量数据填入下表。
3、比例阀的控制通过USB-4711A板卡的D/A口输出控制电压，比较机内控制电压与实际输出电压，并将结果填入下表。
四、思考题1、用传感器测量过程变量的准确性如何？如果有误差，可以采取什么方法进行修正？答：在测量过程变量时大量被测量是随时间变化的动态信号，传感器的输入与输出信号是一个时间函数，随着输入信号变化，实际传感器输出与输入不具有相同时间函数，将会产生系统误差和随机误差。
对于系统误差，可以采用差动法补偿来修正，随机误差可以采用统计学中的方法如算数平均或求标准偏差。
实验三 系统动态特性的测试一、实验目的学习单容对象动态特性的实验测定方法。
二、实验要求通过实验的方法建立液位对象的过程数学模型。
三、实验步骤利用液位对象的液位与输出流量的关系建立其模型 ⑴ 测试系统结构如图3-1所示。
图3-1 利用液位—输出流量关系建立模型的实验原理图⑵ 原理对于液位系统，根据动态物料平衡关系有dt hd A Q Q O i ∆=∆-∆ 式 3-1式中： i Q —输入流量； O Q —输出流量； h —液位高度； A —水箱截面积；i Q ∆、O Q ∆、h ∆分别为偏离某一平衡状态0i Q 、0O Q 、0h 的增量。
过程控制系统实验报告
过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。
本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人材为出发点。
实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。
仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS 工控组态软件。
对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开辟，如PLC 控制、DCS 控制开辟等。
学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。
同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开辟的平台。
本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC 三部份组成。
由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接， 4.5 千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成)，压力容器组成。
用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。
水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。
二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。
锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层(内胆)和冷却层(夹套)。
做温度定值实验时，可用冷却循环水匡助散热。
加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。
采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。
整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。
为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。
检测上、下二个水箱的液位。
其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0~1.6KPa，精度：0.5 。
输出信号：4~20mA DC。
LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4~20mA DC本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。
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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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.
《过程控制系统实验报告》院－系：专业：年级：学生姓名：学号：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。
过程控制实验报告
过程控制实验报告第一篇：过程控制实验报告电子科技大学自动化学院标准实验报告（实验）课程名称：过程控制系统学生姓名：学号：指导教师：庄朝基实验地点：清水河主楼 C2-110实验时间：2011年11月实验报告一、实验室名称：智能控制实验室二、实验项目名称：三、实验学时：四、实验原理：五、实验目的：六、实验内容：七、实验器材（设备、元器件）：八、实验步骤：九、实验数据及结果分析：十、实验结论：十一、总结及心得体会：十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：第二篇：模糊控制实验报告模糊控制系统实验报告学院：班级：姓名：学号：一、实验目的1.通过本次实验，进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控制器的设计过程。
2.提高有关控制系统的程序设计能力；3.熟悉Matlab语言以及在智能控制设计中的应用。
设计一个采用模糊控制的加热炉温度控制系统。
被控对象为一热处理工艺制作中的加热炉，加热设备为三相交流调压供电装置，输入控制信号电压为0-5V，输出相电压为0-220V，输出最大功率180kW，炉内变化室温~625℃。
三、实验过程及步骤1.用Matlab中的Simulink工具箱，组成一个模糊控制系统，如图所示2.采用模糊控制算法，设计出能跟踪给定输入的模糊控制器，对被控系统进行仿真，绘制出系统的阶跃响应曲线。
（1）模糊集合及论域的定义对误差E、误差变化EC机控制量U的模糊集合及其论域定义如下：E、EC和U的模糊集合均为：{NB、NM、NS、0、PS、PM、PB}E和EC的显示范围为：[-66]结果如下图所示打开Rule编辑器，并将49条控制规则输入到Rule编辑器中利用编辑器的”View→Rules”和”View→Surface”得到模糊推理系统的模糊规则和输入输出特性曲面，分别如下图所示从图中可以看出，输出变量U是关于两个输入变量E、EC的非线性函数，输入输出特性曲面越平缓、光滑，系统的性能越好。
将FIS嵌入SimulinkR（t）=400℃时系统阶跃响应系数Ke变小时的系统阶跃响应通过本设计可以知道，模糊控制具有能够得到良好的动态响应性能，并且不需要知道被控对象的数学模型，适应性强，上升时间快。
过程控制系统实习报告册
过程控制系统实习报告一、实习目的与要求本次实习旨在让我们了解和掌握过程控制系统的基本原理、组成及应用，提高我们的实践能力和动手操作技能。
实习要求我们能够熟练使用过程控制系统相关设备，掌握系统调试和故障排除方法，理解过程控制系统的运行机制。
二、实习内容与过程1. 实习内容（1）了解过程控制系统的基本原理和分类；（2）学习过程控制系统的组成及作用；（3）掌握过程控制系统的调试和故障排除方法；（4）分析实际过程控制系统的运行数据，提出优化措施。
2. 实习过程（1）实习前期，我们学习了过程控制系统的基本原理和分类，了解了过程控制系统的定义、功能和应用领域。
我们了解到，过程控制系统是一种对生产过程进行监测、控制和管理的系统，广泛应用于化工、冶金、电力、食品等工业领域。
（2）在实习中期，我们学习了过程控制系统的组成及作用。
过程控制系统主要由传感器、执行器、控制器和控制算法组成。
传感器用于检测生产过程中的各种参数，执行器用于实现对生产过程的控制，控制器用于处理传感器采集的数据并生成控制信号，控制算法则是实现控制目标的核心。
（3）实习过程中，我们进行了过程控制系统的调试和故障排除实践。
我们学会了如何根据生产过程的需求调整控制系统参数，以实现最佳控制效果。
同时，我们掌握了故障排除方法，能够迅速判断和解决控制系统在运行过程中出现的故障。
（4）在实习后期，我们分析了实际过程控制系统的运行数据，提出了优化措施。
我们通过对比不同控制策略的优缺点，选择了合适的控制策略，并对控制系统进行了参数优化，以提高控制效果。
三、实习收获与体会通过本次实习，我对过程控制系统有了更深入的了解，掌握了基本原理、组成及应用。
在实践过程中，我提高了自己的动手操作能力，学会了调试和故障排除方法。
以下是我对实习的一些收获和体会：1. 理论联系实际：通过实习，我更加明白理论知识与实际操作的重要性。
只有掌握了扎实的理论知识，才能在实际操作中游刃有余。
同时，实际操作又能加深对理论知识的理解。
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。
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《过程控制系统》实验报告学院：电气学院_________________专业：自动化_________________班级：__________ 1505 _______________姓名及学号：任杰311508070822 __________日期：201863 ______________________实验一、单容水箱特性测试实验目的1. 掌握单容水箱阶跃响应测试方法，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，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。
实验设备1. THJ-FCS 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。
实验原理图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V和M的开度都为定值，Q为水箱中流出的流量。
根据物料平衡关系，在平衡状态时Q10 Q200 （式2-1），动态时，则有Q1 Q2——，dt （式2-2）式中v为水箱的贮水容积，理为水贮存量的变化率，它与h的关dt-J\ / -J h系为dV Adh，即——A—（式2-3），A为水箱的底面积。
把式（2-3）代入dt dt可改写为Q 1 - A dh ，AR s 也 dt dt KQ 1或乞（式2-5 ）式中T AR sQ 1 s Ts 1它与水箱的底面积 A 和V 的R s 有关, （式 2-5 ）为单容水箱的传递函数。
若令 Q 1 S R 0 =,R o 常数，则式2-5可表示为 H S -/TS KR o 对上式取拉氏反变换得ht KR 01 et/T （式 2-6） KR o ,因 而有 K h /R o =输出稳态/阶跃输入， h T KR 0 1 e 1 0.632KR 。
0.632h ，式2-6表示一阶惯性响应曲线是一单基于Q 2 R S h , R s 为阀V 2的液阻，（式2-4） 切线与稳态值交点所对应的时间就是 K 和T 后，就能求得单容水箱的传递函 图中OB 即为对象的滞后时间 T ，BC 为对象的时间常数T ,所得的传递函数为H s Q i s Ke s。
Ts 1式（2-2 ）得 Q 1 Q 2 A dh （式 2-4 ） dt调上升的指数函数如下图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， 时间常数T ，由响应曲线求得 数如式（如果对象的阶跃响应曲线为图2-3，贝恠此曲线的拐点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。
四、 实验内容与步骤本实验选择上水箱作为被测对象（也可选择中水箱或下水箱）。
实验之前先 将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-6全开，将上水出水阀门F1-9 开至适当开度，其余阀门均关闭。
1、 接通控制柜和控制台的相关电源，并启动磁力驱动泵，接通空压机电源。
控制柜无需接线。
2、 打开作上位控制的PC 机，点击“开始”菜单，选择弹出菜单中的“ SIMATIC'选项，再点击弹出菜单中的“ WINCC ，再选择弹出菜单中的“ WINCC CONTROL CENTER 5.0 ,进入WINCC 资源管理器，打开组态好的上位监控程序，点击管理 器工具栏上的“激活（运行）”按钮，进入实验主界面。
3、鼠标左键点击实验项目“一阶单容水箱对象特性测试实验”，系统进入正常的测试状态。
4 •在上位机实验界面窗口给定阀门开度值（既可拉动输出值旁边的滚动条，也可直接在输出值显示框中输入阀门开度值），使水箱的液位处于某一平衡位置。
5•在上位机实验界面窗口改变给定的阀门开度值，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），使水箱液位上升或下降，经过一定时间的调节后，水箱的液位进入新的平衡状态。
6. 观察上位机监控界面上水箱液位的历史曲线和阶跃响应曲线。
在上位机实验界面改变阀门开度值，使其输出有一正（或负）阶跃增量的变化，使水箱液位上升或下降，经过一定时间的调节后，水箱的液位进入新的平衡状态。
曲线图如下五、实验结果与分析1. 单容水箱特性测试结构框图干扰 删出单容水箱特性测试结构框图5*2. 分析计算单容水箱液位对象时的参数和传递函数由实验原理及结构框图可知，单容水箱液位对象的传递函数为H s K Q 1 s Ts 1由机理建模的方法可以列写其微分方程HH s 有Q 0巨化简后得Q7R 2 1 AsR 2 ，所以K R 2,T AR 2。
3. 实验心得体会在此实验过程中，主要学习到的知识是单容过程的工作原理和在给扰动后恢 复平衡状态的过程。
在做实验的过程中，由于前期指导老师已经将实验所用系统 调至一个稳态，我们需要做的工作是给一个扰动通过手动调节阀门开度使系统稳 定在一个新的平衡状态。
总体感觉实验比较简单，但是所包含的理论知识却不少。
在实验过程中更加体会到了理论联系实际的重要性。
我也意识到了在专业课学习 中不仅要认真学会理论知识，更要理论联系实验，认真把握好每次做实验的机会, 认真实验，更加深入的理解理论知识。
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，其精度与那些因素有关?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,也会受实其参数确定过程如下:根据图式 ,八 dH 为 Q o Q i A - dt设阀门液阻为R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？并分析差异原因。
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。
实验原理实验二、上水箱液位PID 整定实验实验目的1、 了解单容液位定值控制系统的结构与组成。
2、 掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。
3、 研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。
4、 了解P 、PI 、PD 和PID 四种调节器分别对液位控制的作用。
5、 掌握在FCS 控制系统中现场检测信号的传送和控制信号的网络传输路径二、 实验设备1. THJ-FCS 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。
(«> (b)图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3-6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、实验内容与步骤实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-6全开，将上水箱出水阀门F1-9开至适当开度，其余阀门均关闭。
1、接通控制柜和控制台电源电源，并启动磁力驱动泵和空压机。
2、打开作上位控制的PC机，，进入的实验主界面。
3、鼠标左键点击实验项目“上水箱液位PID整定实验”，系统进入正常的测试状态。
4、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。
5、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。
&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。
7、待液位稳定于给定值后，将调节器切换到“自动”控制状态，待液位平衡后，通过以下几种方式加干扰：（1）突增（或突减）设定值的大小，使其有一个正（或负）阶跃增量的变化；（此法推荐，后面两种仅供参考）（2）将气动调节阀的旁路阀F1-3或F1-4 （同电磁阀）开至适当开度；（3）将下水箱进水阀F1-8 开至适当开度；（改变负载）以上几种干扰均要求扰动量为控制量的5%〜15%，干扰过大可能造成水箱中水溢出或系统不稳定。
加入干扰后，水箱的液位便离开原平衡状态，经过一段调节时间后，水箱液位稳定至新的设定值（采用后面两种干扰方法仍稳定在原设定值），观察计算机记录此时的设定值、输出值和参数。
8、分别适量改变调节器的P及I参数，重复步骤7,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。
9、分别用P、PD PID三种控制规律重复步骤4〜8,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。
五、实验结果与分析1. 单容水箱液位定值控制实验的结构框图2. 实验方法确定调节器的相关参数，整定过程如下通过经验法来确定PID参数，现设置比例系数K,通过观察响应曲线的变化，来确定是否需要添加积分环节I ;如果误差超过要求范围，则需要添加积分环节I 来消除余差；继续观察响应曲线若其动态性能不能达到要求则添加微分环节D,用以满足系统动静态参数要求。
3.实验曲线图及相关分析在系统稳定之后给以阶跃扰动，由于PID控制器的调节作用，系统趋于一个新的稳定状态，根据曲线图可以看出，该系统能够仍存在误差，但是误差在可允许的范围内，所以实验曲线图还是可以作为研究PID控制器作用的分析图。
4. 不同PID参数对系统产生的影响P:增大比例系数K,会使系统的振荡加剧，稳定性变差，但可以减小系统的稳定误差，加快系统的响应速度。
PI :加入积分环节的作用是消除余差，但积分环节会引起相角滞后，系统的动态性能恶化，随着积分作用的增强，控制器的控制作用增强，系统的稳定性逐渐减弱。
PID：加入微分环节作用是补偿对象滞后，使系统的稳定性得到改善，提高了响应速度，兼顾了动静态的控制要求。
5. 分析P、PI、PD PID，四种不同的控制方式对系统的影响P:增大比例系数K,会使系统的振荡加剧，稳定性变差，但可以减小系统的稳定误差，加快系统的响应速度。
PI :加入积分环节的作用是消除余差，但积分环节会引起相角滞后，系统的动态性能恶化，随着积分作用的增强，控制器的控制作用增强，系统的稳定性逐渐减弱。
PD微分作用通过提供超前作用使得被控过程趋于稳定，同时也减小了过渡过程的时间，改善了被控量动态响应的品质。