东南大学过程控制实验报告一
过程控制实验的实训报告
一、实训目的通过本次过程控制实验实训，使我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有一个全面的认识，提高我运用理论知识解决实际问题的能力。
同时，通过实验操作，掌握实验设备的使用方法，培养我的动手能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 实验设备本次实验使用的设备包括：过程控制系统实验台、传感器、执行器、控制器、计算机等。
2. 实验内容（1）过程控制系统基本原理及组成（2）传感器特性及测量方法（3）执行器特性及控制方法（4）控制器特性及控制策略（5）过程控制系统设计及应用三、实验步骤1. 观察实验设备，了解其组成及功能。
2. 搭建实验系统，连接传感器、执行器、控制器等。
3. 根据实验要求，设置控制器参数，实现过程控制。
4. 观察实验现象，分析实验结果，调整控制器参数，优化控制效果。
5. 实验结束后，整理实验数据，撰写实验报告。
四、实验结果与分析1. 实验现象通过搭建实验系统，观察实验现象，发现当控制器参数设置合理时，系统能够实现稳定的控制效果。
2. 实验结果（1）传感器输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系。
（2）执行器响应速度快，控制精度高。
（3）控制器参数对系统控制效果有显著影响。
3. 实验分析（1）传感器在过程控制系统中起到采集被测参数的作用，其输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系，为后续控制策略的制定提供了基础。
（2）执行器作为控制系统的输出环节，其响应速度快、控制精度高，对系统控制效果有重要影响。
（3）控制器参数的设置对系统控制效果有显著影响，合理设置控制器参数可以提高控制效果。
五、实训体会1. 通过本次实训，我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有了更深入的了解。
2. 实验过程中，我掌握了实验设备的使用方法，提高了自己的动手能力。
3. 实验过程中，我学会了与团队成员沟通协作，提高了自己的团队协作精神。
4. 实验过程中，我认识到理论知识与实际应用之间的联系，为今后学习和工作打下了基础。
过程控制实验报告
东南大学自动化学院实验报告课程名称：过程控制实验实验名称：水箱液位控制系统院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：目录一、系统概论 (3)二、对象的认识 (4)三、执行机构 (14)四、单回路调节系统 (15)五、串级调节系统Ⅰ (17)六、串级调节系统Ⅱ (18)七、前馈控制 (20)八、软件平台的开发 (21)一、系统概论1.1实验设备1.1.1 组成器件图1.1 实验设备正面图图1.2 实验设备背面图本实验设备包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器、操作面板等。
1.1.2 铭牌·加热控制器：功率1500w，电源220V（单相输入）·泵：Q40-150L/min，H2.5-7m，Hmax2.5m，380V，VL450V，IP44，50Hz，2550rpm，1.1kw，HP1.5，In2.8A，ICL B·全自动微型家用增压器：型号15WZ-10，单相电容运转马达最高扬程10m，最大流量20L/min，级数2，转速2800rmp，电压220V，电流0.36A，频率50Hz，电容 3.5μF，功率80w，绝缘等级E·LWY-C型涡轮流量计：口径4-200mm，介质温度-20—+100℃，环境温度-20—+45℃，供电电源+24V，标准信号输出4-20mA，负载0-750Ω，精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs，外壳防护等级 IP65 ·压力传感器YMC303P-1-A-3RANGE 0-6kPa，OUT 4-20mADC，SUPPLY 24VDC，IP67，RED SUP+，BLUE OUT+/V- ·SBWZ温度传感器 PT100量程0-100℃，精度0.5%Fs，输出4-20mADC，电源24VDC·智能电动调节阀型号2DYP-16P压力 1.6MPa，输入信号4-20mA，口径2.5mm，电源220V，反馈信号4-20mA，阀门控制精度0.1%-8%可调·电磁阀MODEL UW-15，VOLTS 220V，ORIFICE 15，CYCLES 60Hz，PIPESIZE 1/211，OFERATING PRESSURE MINI 0kg/c m2—MAX 8kg/cm2·交流变频器功率1500w，电源220V（单相输入）380V（三相输入）1.2电气接线图见最后一页1.3操作面板图控制面板中有4个P909仪表，以及执行机构和变送器的接口。
过程控制实验报告
过程控制实验报告过程控制实验报告引言：过程控制是一种重要的工程控制方法，广泛应用于工业生产、环境保护、交通运输等各个领域。
本实验旨在通过对过程控制的实际操作，理解和掌握过程控制的基本原理和方法。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个简单的过程控制系统，了解过程控制的基本概念和原理，并通过实际操作掌握过程控制的方法和技巧。
二、实验装置和原理实验所用的装置是一个温度控制系统，由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器负责测量温度，控制器根据测量值与设定值的差异来控制执行器的动作，从而实现温度的控制。
三、实验步骤1. 将温度传感器安装在被控温度区域，并连接到控制器上。
2. 设置控制器的参数，包括设定值、比例系数、积分时间和微分时间等。
3. 打开控制器，开始实验。
观察温度的变化过程，并记录实验数据。
4. 根据实验数据分析控制效果，并对控制器的参数进行调整，以达到更好的控制效果。
5. 重复步骤3和4，直到达到满意的控制效果。
四、实验结果与分析在实验过程中，我们观察到温度的变化过程，并记录了实验数据。
通过对实验数据的分析，我们可以评估控制效果的好坏，并对控制器的参数进行调整。
五、实验总结与体会通过本次实验，我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
实践操作使我们更加熟悉了过程控制的过程和技巧。
同时，我们也体会到了过程控制在工程实践中的重要性和应用价值。
六、实验改进与展望本次实验中，我们采用了简单的温度控制系统进行实验。
未来可以进一步扩展实验内容，涉及到其他参数的控制，如压力、流量等，以更全面地了解过程控制的应用。
结语：过程控制是一门重要的工程学科，对于提高生产效率、保护环境、提升产品质量等方面具有重要意义。
通过本次实验，我们对过程控制的原理和方法有了更深入的理解，为今后的工程实践打下了坚实的基础。
希望通过不断学习和实践，我们能够在工程领域中运用过程控制的知识，为社会发展做出更大的贡献。
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》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。
过程控制实验报告.doc
实验报告专业：自动化姓名：学号：实验一、计算机控制系统实验一、实验目的1、了解计算机控制系统的基本构成。
2、掌握本装置计算机实时监控软件的使用3、熟悉计算机控制算法。
4、掌握计算机控制的参数整定方法。
二、实验设备1、THKGK-1过程控制实验装置：GK-02 GK-03 GK-072、计算机及上位机监控软件三、实验原理与常规仪表控制系统相比，计算机控制系统的最大区别就是用微型机和A/D、D/A转换卡来代替常规的调节器。
基本构成框图如下：计算机根据测量值与设定值的偏差，按程序设定的算法进行运算，并将结果经D/A转换器输出。
控制算法有位置式，增量式和速度式。
为了使采样时间间隔内，输出保持在相应的数值，在D/A卡上设有零阶保持器。
四、实验步骤（一）、监控软件的使用及安装说明：1、计算机硬件要求：CPU：486以上。
内存：32MB或更多。
硬盘：1GB。
操作系统：Windows98/2000/XP。
显示器：1024×768。
串行口：COM12、软件安装安装过程已经在上位机光盘里面。
（二）、登录后选择PID算法对上水箱液位进行控制1、将计算机与单片机控制屏结合使用，对上水箱液位进行直接数字DDC控制实验。
系统连接图自拟。
（单片机控制屏仅起A/D、D/A转换的作用）2、设置适当的作图时间间隔和给定值，调整PID参数K、、Ti、Td、直到得到较好的过程控制实时曲线。
3、对不同PID参数下的实时控制曲线进行比较，分析各参数变化对控制质量的影响。
4、自行选择其他控制算法进行实验，了解不同算法的控制质量。
五、实验小结1、将上述实验结果整理好，写出参数整定的具体步骤及整定数值，整理出系统的结构图。
Kp=2 Ki=6 K=5 阀门开度为60%2、简述PID参数对系统性能的影响。
PID调节器分别对应比例、积分和微分作用1、比例参数KP的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。
随着KP的增大系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但是系统易产生超调，系统的稳定性变差，甚至会导致系统不稳定。
杭电过程控制实验报告
一、实验目的1. 理解过程控制的基本原理和方法；2. 掌握过程控制系统的设计、调试与优化；3. 熟悉过程控制实验设备的使用方法；4. 提高实际操作能力，培养团队合作精神。
二、实验原理过程控制是利用自动化仪表和计算机对工业生产过程中的各种参数进行检测、控制和调节的一种技术。
本实验主要涉及以下原理：1. PID控制算法：PID控制器是一种模拟控制器，它通过比例、积分、微分三个环节对被控对象的输出进行调节，以达到预期的控制效果。
2. 过程控制系统：过程控制系统由被控对象、控制器、执行机构和反馈环节组成。
控制器根据反馈环节的信号对执行机构进行调节，使被控对象达到预期的控制目标。
三、实验设备1. 过程控制实验台；2. 计算机及上位机软件；3. 数据采集卡；4. 控制器、执行机构和传感器等。
四、实验内容1. PID控制器参数整定：通过改变PID控制器的比例、积分、微分参数，观察被控对象的响应，寻找最佳参数组合。
2. 过程控制系统仿真：利用上位机软件，对过程控制系统进行仿真，分析系统性能。
3. 实验数据分析：对实验数据进行处理和分析，得出结论。
五、实验步骤1. 熟悉实验台设备和上位机软件的操作；2. 搭建实验系统，包括被控对象、控制器、执行机构和传感器等；3. 设置实验参数，包括PID控制器参数、采样时间等；4. 进行PID控制器参数整定，观察被控对象的响应；5. 利用上位机软件对过程控制系统进行仿真，分析系统性能；6. 对实验数据进行处理和分析，得出结论。
六、实验结果与分析1. PID控制器参数整定结果通过实验，得到PID控制器参数如下：比例系数Kp：120积分时间Ti：150微分时间Td：10整定后的系统在2秒内达到稳态，稳态误差为0，动态性能较满意。
2. 过程控制系统仿真结果通过仿真，得到以下结果：系统在0.5秒内达到稳态，稳态误差为0，动态性能较满意。
3. 实验数据分析根据实验数据，分析如下：（1）PID控制器参数对系统性能的影响比例系数Kp：增大Kp，系统动作灵敏，响应速度加快，但过大会使振荡次数增加，系统趋向不稳定。
过程控制 实验报告
过程控制实验报告过程控制实验报告引言：过程控制是一种通过监测和调节系统中的变量，以保持系统稳定运行的技术。
在工业生产中，过程控制对于提高生产效率、降低成本、确保产品质量至关重要。
本实验旨在通过对一个简单的过程控制系统进行实验，探索过程控制的基本原理和应用。
实验目的：1. 理解过程控制的基本原理和方法；2. 学习使用控制器进行过程调节；3. 掌握过程控制系统的参数调节方法。
实验器材和材料：1. 过程控制实验装置；2. 控制器；3. 传感器；4. 计算机。
实验步骤：1. 搭建过程控制实验装置：将传感器与被控对象连接，将控制器与传感器连接，将计算机与控制器连接。
2. 设置控制器参数：根据实验要求，设置控制器的比例、积分和微分参数。
3. 开始实验：启动实验装置，并记录被控对象的初始状态。
4. 监测和调节：通过传感器实时监测被控对象的状态，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的参数，计算出相应的控制信号，通过执行器对被控对象进行调节。
5. 数据记录和分析：记录实验过程中的数据，并分析控制效果。
6. 结束实验：实验结束后，关闭实验装置并整理实验数据。
实验结果：通过实验，我们观察到被控对象在开始时处于不稳定状态，随着控制器的调节，被控对象逐渐趋于稳定。
我们还发现，不同的控制器参数会对控制效果产生不同的影响。
比例参数的增大可加速系统的响应速度，但可能引起过冲；积分参数的增大可减小稳态误差，但可能引起系统的超调；微分参数的增大可提高系统的稳定性，但可能引起系统的震荡。
因此，在实际应用中，需要根据具体的要求和系统特性来选择合适的控制器参数。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
过程控制在工业生产中起着至关重要的作用，能够提高生产效率、降低成本，并确保产品质量。
在实际应用中，我们需要根据具体的系统要求和特性来选择合适的控制器和参数，以实现系统的稳定运行。
实验的局限性：本实验是基于一个简单的过程控制系统进行的，实际应用中的过程控制系统可能更加复杂。
第四次实验东南大学控制专业技术与系统实验报告
当继电器M8028置1时，定时器T0-T31认为100ms时标，而T32-T55时标变为10ms。
定时器的指令格式如下图1-29
当X0合上，T0开始定时，当定时到T50时（5s），T0触发点输出为1，T0于Y0接通，Y0有输出。
第四次实验东南大学-控制技术与系统实验报告
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东南大学
控制技术与系统
可编程控制器实验
姓名：张子龙组员：焦越
学号：指导教师：朱利丰
实验日期：2016年11月30日
1、掌握定时器指令的格式、功能和编程方法。
2、掌握计数器指令的格式、功能和编程方法。
3、熟悉实验步骤原理，内容及步骤。
第二章应用试验
实验一、交通信号灯自动控制实验
一、实验目的Leabharlann 1、掌握实用PLC控制十字路口交通灯的程序设计方法
2、进一步熟悉PLC指令的使用
二、实验器材
1、可编程序控制器试验箱
2、交通信号灯演示装置
2）实验步骤二
输入执行上面程序
观察结果输出。
当X0合上，Y0每隔0.1s闪烁一次。当X0断开，Y0每隔1s闪烁一次。说明M8028控制T32-T55的定时时基脉冲。
2、计数器指令实验
1）如图1-31
2）实验步骤三
X0、X1接试验箱模拟开关0#、1#
输入执行上面程序
观察结果输出。
当X1为0时，X0合上10次，Y0有输出，再按下X1一次，Y0无输出，再X0合上10次，Y0有输出。
东南大学过程控制实验报告五
院（系）：自动化专业：自动化
姓名：学号：
同组人员：实验时间：2017年6月3日
评定成绩：审阅教师：
一．实验目的··························································3
二．实验内容··························································3
三．实验步骤··························································3
四．实验记录··························································3
6、在整定完最佳的PID参数的基础上，较大幅度地增、减3#调节器的积分时间，测试其在给定值阶跃扰动或对象阶跃扰动下，自动（闭环）系统中锅炉液位过渡过程曲线。
四、实验记录
单回路调节接线图如下图1：
图1
将PI参数初值设小，将液位手动调到平衡
图2
经过参数调节，发现控制出口调节阀给扰动，系统很难稳定，持续减小
提高PID控制器中的比例环节Kp，可以提高系统的稳态精度，加快响应速度，但是Kp过大会导致系统超调量过大，稳定性减弱。积分环节Ki可以使系统输出无静差，但是系统的稳定性下降，响应速度变慢，微分环节可以加快系统的响应速度。
3、测试不良积分时间对闭环系统过度过程的影响。
三、实验步骤
1、掌握PID控制基本型的工作原理及其特点，打开力控组态软件的运行系统，进入相应的实验画面，打开历史趋势曲线画面进行曲线记录；
2、学会PID控制器参数整定方法；
3、熟悉各种PID改进型的实际应用，并与基本型进行分析比较将3#调节器设为自动，其他参数设置如下：
东南大学控制技术和系统实验报告可编程控制器
东南大学控制技术与系统可编程控制器实验姓名：组员：学号：指导教师：实验日期：第一章基本实验实验一基本操作与基本指令实验一、实验目的1.熟悉可编程控制器的外部结构2.熟悉可编程控制器试验箱的结构和使用方法3.掌握可编程控制器的使用4.了解基本指令的编程二、实验器材1.可编程控制器实验箱2.计算机3.编程电缆4.连接导线三、实验设备及编程软件介绍（略）四、实验内容及步骤1.两层楼道灯PLC控制实验注意：接线前请关闭电源，接完线检查正确后再打开电源；实验结束，拔线前请关闭电源。
按图1-19所示接线。
输入X2、X3分别接实验箱上的按钮0#、1#；输出Y1接线实验箱上的指示灯0#、1#。
输入、执行表1-1中的程序，操作按钮0#、1#，观察输出，并记录结果。
实验结果：当0#和1#按钮状态相同时，灯亮，输出1；当0#和1#按钮状态不相同时，灯灭，输出0。
2.基本指令实验根据下面的梯形图，将输入X0-X3分别连接到试验箱模拟开关0#--3#。
输入、执行程序，分别设定模拟开关为ON或OFF,观察PLC输出结果，并分别填入对应的操作结果表中。
3.组合电路的PLC编程实验有些厂家生产的PLC编程器可采用逻辑控制图编程，如图1-20所示。
Y0、Y1输出分别对应的梯形图及指令表如下：将X0~X5连接到实验箱模拟开关0#~5#。
输入、执行程序，验证下面关系。
①对于Y0输出：若X5为1，不论X0、X1、X2、X3、X4为何值，Y0均为1；若X5为0时，只有X3或X4为1，X0、X1均为1，X2为0 ，Y0才能输出1。
②对于Y1输出：X4为0 ，X0或X1为1，X2为0 或X3为1，Y1才能输出1。
实验结果：完全验证了上面的关系。
实验二、置位、复位及脉冲指令实验一、实验目的1、熟悉SET置位、RST复位、PLS上升脉冲和PLF下降脉冲指令编程和使用。
2、熟悉PLC编程方法。
3、掌握PLC负载电路的接线。
二、实验器材1、可编程试验控制箱。
过程控制实验报告
过程控制实验报告1 简介过程控制，在现代工业生产中占有重要的地位，其为保证生产过程质量和效率的关键因素。
基于这种情况，我们深入研究了自动控制系统和PID控制算法，通过实验来掌握它们的特点，从而能够更好地设计、调节和维护高质量的生产过程。
2 实验原理2.1 自动控制系统自动控制系统是应用控制理论和现代科技手段实现工艺或装置自动化的系统。
它由控制器和执行机构组成，通过传感器采集过程变量和设定值，以调节执行机构的动作来达到自动控制的目的。
自动控制系统有许多种类型，包括反馈控制、前馈控制以及模型预测控制。
2.2 PID控制算法PID控制算法是一种基于连续时间反馈机制的调节方法。
该方法通过对误差、误差积分和误差导数的加权求和，来生成控制器的输出。
PID控制器是最常用的控制器类型，其具备简单、稳定等优点。
3 实验步骤3.1 实验一：提高反馈控制器的稳定性此实验是为了提高反馈控制器的稳定性而设计的，我们首先将作为检测过程变量的传感器连接到实验装置上，接着我们调整了PI控制器的参数，通过改变比例增益和积分时间常数来调节PI控制器。
我们一开始设定了较高的比例增益，随后逐渐减小比例增益，直到控制器的稳定性和系统响应变得相对平缓。
之后，我们在一定范围内改变积分时间常数的值，通过观察控制器响应时间来确定最佳的比例增益和积分时间常数。
最终，我们将系统稳定性调整到了最佳状态并记录了参数值。
3.2 实验二：调整PID控制器在本次实验中，我们将了解如何通过调整PID控制器的参数来优化控制效果。
我们首先将系统的控制模式切换到PID控制，并设定一个范围内的目标值，以提高系统响应时间和减小误差。
我们通过改变比例、积分和导数参数的值，来寻找最佳控制参数。
我们发现，随着比例增益的变化，系统响应时间会逐渐减小，但是其过冲幅度则会变大。
我们试图通过调整其他两个参数的值来抵消这种趋势，最终找到了最佳的参数。
3.3 实验三：模型预测控制本实验旨在掌握模型预测控制的基本原理和操作。
过程控制控实验报告
实验一 单容自衡水箱特性的测试一、实验目的1. a 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。
二、实验设备1. A3000高级过程控制实验系统2. 计算机及相关软件 三、实验原理由图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Q 1，Q 2为流出水箱的流量。
手动阀QV105和闸板QV116的开度（5~10毫米）都为定值。
根据物料平衡关系，在平衡状态时：0Q Q 2010=- （1） 动态时则有： dtdVQ Q 21=- （2） 式中V 为水箱的贮水容积，dtdV为水贮存量的变化率，它与h 的关系为Adh dV =，即：dtdhA dt dV = （3） A 为水箱的底面积。
把式（3）代入式（2）得：QV116V104V103h∆h QV105QV102P102LT103LICA 103FV101MQ 1Q 2图2.1单容水箱特性测试结构图图2.2 单容水箱的单调上升指数曲线dtdhA=-21Q Q （4） 基于S 2R h Q =，R S 为闸板QV116的液阻，则上式可改写为dtdhA R h Q S =-1，即：或写作：1)()(1+=TS Ks Q s H （5） 式中T=AR S ，它与水箱的底积A 和V 2的R S 有关；K=R S 。
式（5）就是单容水箱的传递函数。
若令SR s Q 01)(=，R 0=常数，则式（5）可改为： TS KR S R K S R T S T K s H 0011/)(0+-=⨯+= 对上式取拉氏反变换得： )e -(1KR h(t)t/T0-= （6）当∞→t 时0KR )h(=∞，因而有=∞=0R )h(K 阶跃输入输出稳态值。
当t=T 时，则)h(KR )e-(1KR h(T) 001∞===-0.6320.632。
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。
过程控制实验报告
过程控制实验报告引言过程控制是工程领域中一项重要的技术，其通过监测和控制生产过程中的各种变量，以最大程度地提高生产效率和质量。
本文将介绍一项涉及过程控制的实验，并分析实验结果以及对于工业生产的意义。
实验目的本次实验的目的是通过模拟实际工业生产过程，在实验室环境中对过程控制进行验证和学习。
该实验旨在通过控制设备和监测仪器，了解过程控制在工业生产中的应用，并且掌握相关的理论知识和实际操作经验。
实验设备和材料本次实验使用的设备包括温度传感器、压力传感器、流量计、控制阀和数据采集系统等。
实验所需材料有水、气体和一种特定化学品。
实验步骤1. 实验前准备：清洁实验设备，确保其正常工作状态。
检查传感器和控制阀的准确性和灵敏度。
2. 确定实验参数：选择要监测和控制的变量，比如温度、压力和流量。
根据设计要求设置合理的上限和下限。
3. 运行实验：通过控制阀控制流量和压力，同时记录设备的实际参数。
4. 数据采集：使用数据采集系统实时记录和保存实验过程中的各种参数数据。
5. 数据分析：将实验中收集到的数据进行整理和分析，比较设定值和实际值之间的偏差，并进行统计学处理。
实验结果和讨论根据实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 过程控制对于维持稳定的生产工艺非常重要。
通过对温度、压力和流量的控制，我们可以确保产品的质量和一致性。
2. 传感器的精确度对过程控制的结果有直接影响。
不准确的传感器可能导致控制误差，从而影响产品的质量。
3. 过程控制需要根据实际情况进行调整和优化。
在实验中，我们可以通过改变控制阀的开度和调整设定值来实现更好的控制效果。
4. 数据采集和分析的重要性不可忽视。
通过收集和分析实验数据，我们可以及时发现问题并采取措施进行调整，从而提高系统的稳定性和可靠性。
总结通过本次实验，我们对过程控制的原理和应用有了更深入的了解。
过程控制在工业生产中起着关键作用，它可以提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量，并且减少对环境的影响。
东南大学过程控制实验报告一
东南大学过程控制实验报告一标题：东南大学过程控制实验报告一一、实验目标本次实验的主要目标是深入理解过程控制的理论知识，掌握工业过程控制的实际操作技巧，通过实验操作对过程控制有更直观、深入的理解。
我们将使用东南大学的先进过程控制实验平台，模拟实际工业过程，通过实验设备的操作，观察过程控制的效果，并进行分析和优化。
二、实验原理过程控制是工业生产中的重要环节，其实验原理主要是通过反馈控制理论，利用测量变量与设定值之间的偏差，通过控制器对被控对象进行调节，使得实际输出接近设定值。
实验中我们将应用比例、积分、微分三种基本的控制算法，理解“调节过程”的本质。
三、实验步骤与操作1、实验设备的准备：检查实验设备是否正常运行，对实验设备进行初步的调试。
2、设定值的设定：根据实验要求，设定合适的设定值，并通过控制器进行输入。
3、数据采集：通过数据采集系统，实时记录实验过程中的各项数据。
4、调节操作：根据实时数据反馈，进行必要的调节操作。
5、数据处理与分析：实验结束后，对采集的数据进行整理、分析，理解控制过程中的各项参数对控制效果的影响。
四、实验结果与数据分析在实验过程中，我们观察并记录了各种不同控制参数下的过程控制效果，得到了丰富的数据。
通过对这些数据的分析，我们发现，控制参数的设定对控制效果有显著影响。
适当的比例、积分、微分参数能够有效地减小设定值与实际输出之间的偏差，提高控制质量。
五、结论与展望通过本次实验，我们深入理解了过程控制的原理与操作方法，掌握了比例、积分、微分等控制算法的应用。
实验结果表明，合理的控制参数设定对于提高控制质量具有重要意义。
未来，我们可以进一步研究先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，以进一步提高控制效果，为工业生产提供更强大、更精准的控制工具。
六、实验反思与建议在实验过程中，我们发现实验的步骤和操作需要高度的细心和耐心，任何错误的操作都可能影响实验结果。
对于控制参数的调整也需要有一定的理论基础和实践经验。
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。
东南大学过程控制实验报告一
东南大学自动化学院实验报告课程名称：过程控制第一次实验实验名称：被控过程的认识实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：同组人员：实验时间：2017 年 4 月9 日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (3)二．实验内容 (3)三．实验步骤 (4)四．实验现象 (4)五．思考题 (11)一、实验目的1、了解被控过程系统的组成；2、熟悉过程控制教学装置的设备和管线；3、掌握过程控制系统的理论建模方法。
二、实验内容以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。
表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。
通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。
一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式。
在利用HGK-1过程控制实验装置进行各实验项目后，可掌握下列内容：1、测定控制对象特性的方法；2、熟悉自动化仪表的使用方法；3、掌握单回路控制系统的组成及其参数整定；4、掌握复杂控制回路系统的组成及其参数整定；5、理解控制参数对控制系统品质指标的影响；6、学习过程控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力；在利用本实验装置进行各实验项目后，可达到下列基本要求和目标：1、明确实验任务；2、提出实验方案；3、完成实验工作。
本实验教学装置的实验电气接线图如图1所示。
.图1 实验电气接线图三、实验步骤1、绘制实验装置电器及设备分布图；2、绘制电器接线图及电路原理图；按照实验流程图配管，并完成仪表配线；3、了解实验装置中的对象，水泵、变频器和所用仪表的名称、作用及其所在的位置。
以便于在实验中对仪表进行操作和观察；4、熟悉实验装置面板图，要求做到：由面板上的每只仪表的图形、文字符号能准确地找到该仪表的实际位置；5、熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。
四、实验现象1、实验装置及设备分布图图4.1 液位控制系统本系统包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器和操作面板等。
过程控制实验报告
过程控制实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是了解过程控制的基本概念和方法，学习使用PLC编程软件进行程序设计和调试，掌握PID控制算法及其在工业生产中的应用。
二、实验器材1. PLC编程软件2. 工业自动化控制箱3. 电机驱动器4. 温度传感器三、实验原理1. 过程控制：指对某一物理或化学过程进行监测和调节，以达到预期的结果。
2. PID控制算法：PID是比例、积分、微分三个英文单词的缩写。
PID 控制算法通过对反馈信号进行处理，计算出误差值，并根据误差值来调整输出信号，从而达到对被控对象进行精确调节的目的。
四、实验步骤1. 搭建实验装置：将温度传感器安装在被测物体上，并将电机驱动器与被测物体相连。
2. 编写PLC程序：使用PLC编程软件编写程序，对温度传感器采集到的数据进行处理并输出给电机驱动器。
3. 调试程序：在调试模式下运行程序，观察温度变化情况，并根据实际情况进行调整，使温度保持在设定值范围内。
4. 记录实验数据：记录温度传感器采集到的数据及程序调试过程中的各种参数和结果。
五、实验结果分析通过本次实验，我们成功地搭建了一个过程控制装置，并使用PID控制算法对被测物体进行了精确控制。
在调试程序的过程中，我们发现PID控制算法具有较高的精度和稳定性，在工业生产中得到了广泛的应用。
六、实验总结本次实验通过对过程控制和PID控制算法的学习，让我们更加深入地了解了工业自动化生产中的相关知识。
同时，也让我们对PLC编程软件有了更深入的认识，并学会了如何使用它来进行程序设计和调试。
通过本次实验，我们不仅获得了理论知识，还锻炼了动手能力和分析问题能力。
过程控制实验报告
《过程控制实验》实验报告第一章、过程控制实验装置的认识一、过程控制实验的基本容及概述本次过程控制实验主要是对实验室的水箱水位进行控制。
水箱液位控制系统是一个简单控制系统，所谓简单液位控制系统通常是指由一个被控对象、一个检测变送单元（检测元件及变送器）、以个控制器和一个执行器（控制阀）所组成的单闭环负反馈控制系统，也称为单回路控制系统。
简单控制系统有着共同的特征，它们均有四个基本环节组成，即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。
图1-1 水箱液位控制系统的原理框图这是单回路水箱液位控制系统，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。
本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。
二、主要设备1）水路装置的认识过程控制实验用的水路装置图如下图1-2 水路图由水路装置图我们看到，装置主要有水箱，交流电动泵，热炉，管道，电动阀，电磁阀，流量计，液位传感器，温度传感器组成，可以构成一个完整的过程控制实验平台。
从上图我们可以看出，装置主要分为两大部分，第一水路，管道，热炉，水箱等等物理对象，第二是传感器，执行机构等等的控制部分的装置。
实验装置具体介绍如下：装置简介加热控制器功率1500W 电源220V（单相输入）泵Q:40-150L/min 50Hz Hz:50H:2.5-7 rpm:2550Hmax:2.5m kw：1.1Qmax:150L/min Hp：1.5V:380 In：2.8AVL:450V ICL：BIP:44 MODEL BLC 120/110S全自动微型家用增压泵型号：15WZ-10单相电容运转马达最高扬程 10m 最大流量 20L/min极数：2 转速：2800rpm电压：220V 电流:0.36A功率：80W 绝缘等级 ESBWZ温度传感器 PT100 量程0—100摄氏度精度 0.5%FS输出：4-20MA DC电源：24VDCb)电气连接图由电气装置的图我们可以看到，所有的电器连接都在这里，主要是一些传感器信号，电动驱动信号，用于电动装置的驱动。
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东南大学自动化学院
实验报告
课程名称：过程控制
第一次实验
实验名称：被控过程的认识实验
院（系）：自动化专业：自动化
姓名：学号：
同组人员：实验时间：2017 年 4 月9 日评定成绩：审阅教师：
目录
一．实验目的 (3)
二．实验内容 (3)
三．实验步骤 (4)
四．实验现象 (4)
五．思考题 (11)
一、实验目的
1、了解被控过程系统的组成；
2、熟悉过程控制教学装置的设备和管线；
3、掌握过程控制系统的理论建模方法。
二、实验内容
以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。
表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。
通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。
一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式。
在利用HGK-1过程控制实验装置进行各实验项目后，可掌握下列内容：
1、测定控制对象特性的方法；
2、熟悉自动化仪表的使用方法；
3、掌握单回路控制系统的组成及其参数整定；
4、掌握复杂控制回路系统的组成及其参数整定；
5、理解控制参数对控制系统品质指标的影响；
6、学习过程控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力；
在利用本实验装置进行各实验项目后，可达到下列基本要求和目标：
1、明确实验任务；
2、提出实验方案；
3、完成实验工作。
本实验教学装置的实验电气接线图如图1所示。
.
图1 实验电气接线图
三、实验步骤
1、绘制实验装置电器及设备分布图；
2、绘制电器接线图及电路原理图；按照实验流程图配管，并完成仪表配线；
3、了解实验装置中的对象，水泵、变频器和所用仪表的名称、作用及其所在的位
置。
以便于在实验中对仪表进行操作和观察；
4、熟悉实验装置面板图，要求做到：由面板上的每只仪表的图形、文字符号能准
确地找到该仪表的实际位置；
5、熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。
四、实验现象
1、实验装置及设备分布图
图4.1 液位控制系统
本系统包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器和操作面板等。
图4.2 操作面板
本实验系统控制面板有4个P909仪表分别用于显示压力、流量、液位和温度。
每个P909有4组接口，分别为外给定、PV、OUT和报警。
其中PV为测量值的输入口，即在闭环回路中为反馈值的输入口，该接口一般与变送器相连，外给定是作为串级控制中外环输出作为内环给定值，OUT口是控制器根据给定信号SV和反馈信号PV后，通过控制器控制算法的控制量，用于控制实验装置中执行机构，如电磁阀、电动阀等。
图4.3 参数显示及操作屏
此显示屏可显示锅炉温度、水箱液位、水泵压力、管道流量和阀门开度等参数，并且有一个交流变频控制器可以控制水泵的工作频率。
此外，还有启动和急停按钮，启动按钮用于整个系统的启动，急停按钮用于出现意外情况时的紧急停止。
2、电器接线图及电路原理图
图2.1 液位控制系统结构图
图2.2 液位控制系统框图
图2.3 电气连接图
将液位变送器的输出接到PV，测量液位，输出OUT接到电动阀控制其阀门开度。
通过修改设定值SV，可以观察到水箱液位PV发生变化。
3、实验设备
（1）压力传感器：YMC303P-1-A-3 RANGE 0-6kPa，OUT 4-20mADC，SUPPL Y 24VDC，IP67，RED SUP+，BLUE OUT+/V-
图2.4 压力传感器
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。
一般普通压力传感器的输出为模拟信号，或在一段连续的时间间隔内，输出为数字信号。
而通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
（2）交流变频器：功率1500W、220V单相输入、380V三相输出
图2.5 交流变频器
交流型变频器是输出电压和频率可调的调速装置。
交流型变频器实际上就是一个逆变器。
它首先将交流电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电。
一般功率较大的交流型变频器用可控硅，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调。
（3）涡轮流量计：型号LWY-C口径4-200mm，介质温度-20—+100℃，环境温度-20—+45℃，供电电源+24V，标准信号输出4-20mA，负载0-750Ω，精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs，外壳防护等级IP65
图2.6 涡轮流量计
涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时，在流体的作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量，根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，即电脉冲信号，此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。
（4）泵：Q40-150L/min，H2.5-7m，Hmax2.5m，380V，VL450V，IP44，50Hz，2550rpm，1.1kw，HP1.5，In2.8A，ICL B
图2.7 水泵
水泵是输送液体或使液体增压的机械。
它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液
态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
（5）电动调节阀：型号2DYP-16P 压力 1.6MPa，输入信号4-20mA,口径 2.5mm,电源220V，反馈信号4-20mA，阀门控制精度0.1%-8%可调。
图2.8 电动调节阀
电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。
与传统的气动调节阀相比具有明显的优点：电动调节阀节能（只在工作时才消耗电能），环保（无碳排放），安装快捷方便（无需复杂的气动管路和气泵工作站）。
（6）电磁调节阀：MODEL UW-15，VOLTS 220V，ORIFICE 15，CYCLES 60Hz，PIPESIZE 1/211，OFERATING PRESSURE MINI 0kg/cm2—MAX 8kg/cm2
图2.9 电磁调节阀
电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。
用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。
电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。
电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。
五、思考题
1、过程控制中过程参量指的是什么？举例说明之；
答：过程参量是指在系统控制过程中，参数随时间变化。
工业上常见的过程参数，除了过程自动化最常见的温度、压力、流量、液位(物位)四大参数以外，往往还要检测物料组分、物性、噪声、振动等参数，甚至还要测量诸如转化率、催化剂活性等无法(或难以)直接在线检测的参数。
2、了解常见过程参量的测量方法；
答：过程参量的一般检测原理主要有守恒定律、场的定律、热电效应、电阻的热效应、应变效应和压阻效应等。
温度测量可用热膨胀式测温、热阻式测温、热电式测温等；压力测量可用重力平衡方法、弹性力平衡方法、机械力平衡方法、物性测量方法等；流量测量可用差压式、速度式、容积式等方法；液位测量可用力学法、电学法和电磁法、热学法等。
3、举一生产过程系统案例，并列出过程参量的特性。
答：单容自衡水箱液位控制系统。
其过程参量为液位，随时间不停的变化，并在设定值附近波动。
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