嘉应学院过程控制实验指导书
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录
一、压力单闭环实验 (2)
二、温度单闭环实验 (4)
三、液位单闭环实验 (6)
四、流量单闭环实验 (8)
五、上水箱液位和流量串级系统（综合） (10)
一、压力单闭环实验(计算机控制)
一、实验目的：
通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路流量、单容液位、双容液位和温度控制系统，掌握用阶跃响应曲线法来实验辨识控制系统数学模型的特性参数τ、T0、K0，采用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用计算机进行PID参数的自整定和自动控制的投运。
二、实验设备：
阶跃反应曲线法
1、将压力单闭环实验所用的设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。
2、接通总电源，各仪表电源。将PCT-01面板上变频器内、外控制开关掷到外控端，使变频器处于外部控制状态。
3、设定参数值的计算
设定过渡过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整定参数表”进行计算。
4、将计算所得的PID参数值置于计算机中，系统投入闭环运行。加入扰动信号观察各被测量的变化，直至过渡过程曲线符合要求为止。
5、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格4-6。
四、计算机控制的参数设置:
需要设置的参数和其他参数如上所示。
五、试验报告：
根据试验结果编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。
行计算。
5、打开加温电源，观察计算机上温度曲线的变化。
6、输入根据表4-9得到的PID参数值。
7、待系统稳定后，给计算机的输出加阶跃信号，观察其温度变化曲线。
8、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录表格4-10。
表4-10 阶跃响应曲线数据处理记录表
四、计算机的参数设置
需要设置的参数和其他参数如上所示。
五、试验报告：
根据试验结果编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。
三、液位单闭环实验（计算机控制）
一、实验目的：
通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路单容液位，并采用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用计算机进行PID参数的调整和自动控制的投运。
二、实验设备：
水泵、变频器、压力变送器、主回路调节阀、上水箱、上水箱液位变送器、牛顿模块（输入、输出）。
阶跃反应曲线法
1、将液位单闭环实验所用的设备，按系统框图接好实验线路。
2、接通总电源，各仪表电源。
3、整定参数值的计算。
设定过度过程的衰减比为4：1，参数值可根据表4.11阶跃反应曲线整定参数表。
表4-13 阶跃反应曲线整定参数表
4、将计算所得的PID参数值置于计算机中。
5、使水泵Ⅰ在恒压供水状态下工作。观察计算机上液位曲线的变化。
6、待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位变化曲线。
7、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，观察液位变化曲线。
8、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果于表格4.12中。
四、计算机控制的参数设置:
五、试验报告：
根据试验结果编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。
四、流量单闭环实验（计算机控制）
一、实验目的：
通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路流量控制系统，并应用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用计算机进行PID参数的调整和控制。
设定过渡过程的衰减比为4：1，参数值可根据“阶跃反应曲线整定参数表”4-17整定。
表4-17 阶跃反应曲线整定参数表
4、根据计算所得的PID参数值，设置参数。
5、使水泵Ⅰ在恒压供水状态下工作，观察计算机流量曲线的变化。
6、待系统稳定后，给定值（SP）加个阶跃信号，观察其流量变化曲线。
7、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，即改变泵的出口压力（参考方法，打开副回路调节阀），观流量变化曲线。
8、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格4-18。
四、计算机控制的参数设置:
需要设置的参数和其他参数如上所示。
五、试验报告：
根据试验结果编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。
五、上水箱液位和流量串级系统(综合)
一、实验目的：
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。
图5-4- b 上水箱液位和流量串级控制系统框图(计算机控制)
三、实验步骤：
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PID设定界面。
PID设定1框图是副回路流量参数，PID设定2框图是主回路液位参数。
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。