东南大学过程控制实验报告二
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。
过程控制工程实验报告
过程控制工程实验报告实验名称：对象特性测试班级：组员：实验二 对象特性测试1.本实验的基本原理、方法和特点，明确适用范围；基本原理：通过给被测对象施加一个阶跃测试信号，让被控参数在输入作用下产生“自由运动”，从而获得被控对象在输入作用下的自身变化的过程—响应曲线方法和特点; 通过改变执行机构—控制阀的信号，影响进入水箱的流量，观测水箱液位的变化过程，即开环测试。
特点：适于现场应用，测试时间短，数据处理简单；缺点是精度不高，易受干扰和仅适用于自衡对象适用范围：适用于现场应用的自衡对象2.实验曲线MV 由60%变为50%曲线图t/3sm v /%10152025303540455055MV 由50%变为40%的曲线图t/3sM V /%MV 由40%变为50%曲线图t/3sM V /%1520253035404550556065MV 由50%变为605曲线图t/3sM V /%t/3sM V /%MV 往返变化曲线图有图像可以看出由高到低的起始值大于由低到高的终止值，这是由于系统内有机械损失使其达不到初始值。
3.所以，K = 2;T = 44.75；一阶系统的传递函数G(s) = 2/(44.75s+1)二阶系统等价为G(S)=1.97*e-0.788t/(183S+1)4.所以二阶系统传递函数为G(s)=1.97/(18.3s+1)(57.7s+1);5. 正向输入和负向输入的测试结果有一定出入，这可能是系统误差、外界干扰等造成的，参数选取的好，控制效果好。
在生产过程中往往有几个参数可作为控制参数，选择不同的控制参数，就相当于选择不同的过程特性，而过程的动态、静态特性直接影响着控制系统的稳态性能、动态性能和暂态性能。
控制通道的静态放大系数K0越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强，控制效果越显著。
时间常数T0的大小反映了控制作用的强弱，反映了控制器的校正作用克服扰动对被控参数影响的快慢。
若控制通道时间常数T0太大，则控制作用太弱，被控参数变化缓慢，控制不能及时，系统过渡过程时间长，控制质量下降，所以希望T0要小一些。
过程控制实验报告
过程控制实验报告1. 背景过程控制是一种控制技术，用于监测和调整工业过程中的变量，以确保产品的质量和效率。
在工业生产中，过程控制对于提高产品质量、降低生产成本和提高生产效率起着至关重要的作用。
本实验旨在通过模拟一个简单的工业过程，了解过程控制的基本原理和方法。
通过对过程中的变量进行监测和调整，我们可以在不同条件下优化过程，并得出相应的结论和建议。
2. 实验设备和方法2.1 实验设备•控制器：使用PID控制器进行过程控制。
•传感器：使用温度传感器、压力传感器和流量传感器等监测过程中的变量。
•执行器：使用阀门、电机等对过程进行调整。
2.2 实验方法1.设定控制目标：根据实验要求，确定需要控制的变量和目标值。
2.连接传感器和执行器：将传感器和执行器与控制器连接，确保数据的传输和命令的执行。
3.数据采集和处理：通过传感器获取过程中的数据，并将其输入到控制器中进行处理。
4.控制策略选择：选择合适的控制策略，如比例控制、积分控制、微分控制等。
5.调整参数：根据实际情况，调整控制器的参数，以达到控制目标。
6.系统监测和优化：实时监测过程中的变量，并根据实验结果进行系统优化。
3. 实验结果经过实验，我们获得了以下结果：•利用PID控制器进行温度控制实验，成功将温度稳定在目标温度范围内，并保持稳定不变。
•利用PID控制器进行压力控制实验，成功将压力稳定在目标压力范围内，并保持稳定不变。
•利用PID控制器进行流量控制实验，成功将流量控制在目标流量范围内，并保持稳定不变。
通过数据分析和结果对比，我们得出以下结论：•PID控制器具有较好的控制性能，能够实现对温度、压力和流量等变量的精确控制。
•过程控制的关键在于选择合适的控制策略和参数调整，通过不断优化可以实现更好的控制效果。
•实时监测对于控制系统的稳定性和可靠性具有至关重要的作用，可以及时发现问题并进行修正。
4. 建议根据实验结果和分析，我们提出以下建议：1.在实际工业生产中，可以采用PID控制器对关键的工艺变量进行控制，以提高产品质量和生产效率。
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。
东南大学计算机控制技术实验报告二
东南大学自动化学院实验报告课程名称：计算机控制技术第二次实验实验名称：数字PID调节器算法的研究院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：同组人员：实验时间：2017 年 3 月24 日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (3)二．实验设备 (3)三．实验原理 (3)四．实验步骤及结果 (5)五．实验报告要求 (5)六．分析讨论 (8)一、实验目的1、通过编程熟悉VC++的Win32 Console Application 的编程环境；2、通过编程熟悉PCI-1711数据采集卡的数据输入输出；3、掌握PID 控制器的编程方法；4、了解闭环控制系统的概念与控制方法；5、熟悉定时器及显示界面的使用方法；二、实验设备1．THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台 2．PCI-1711数据采集卡一块3．PC 机1台(安装软件“VC++”及“THJK_Server ”)三、实验原理1．被控对象的模拟与计算机闭环控制系统的构成图2.1 计算机控制系统原理框图图中信号的离散化通过 PCI-1711数据采集卡的采样开关来实现。
2．常规PID 控制算法常规PID 控制位置式算法为})]1()([)()({)(1∑=--++=ki dip k e k e TT i e T T k e k k u ，当计算机等外部环境发生变化时，U （k ）会产生大幅度的变化，这对很多执行对象来说，这种冲击是不能接受的。
所以，工程上常用增量式控制算法。
其增量形式为：)]2()1(2)([)()]1()([)1()(-+--++--+-=k e k e k e K k e K k e k e K k u k u d i p式中K p ---比例系数K i =ip T T K 积分系数，T 采样周期R （tY （t ）K d ＝TT K dp微分系数 本实验就是采用的PID 增量式算法。
根据被控对象和环境等不同，还可以采用积分分离PID 算法，智能PID 算法，微分先行等多种形式的PID 控制算法。
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。
过程控制实验报告72390
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/，OFERATING PRESSURE MINI 0kg/—MAX 8kg/·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。
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。
东南大学过程控制实验报告二
东南大学自动化学院实验报告课程名称：过程控制第二次实验实验名称：被控过程的建模实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：同组人员：实验时间：2017 年 5 月13 日评定成绩：审阅教师：一一、实验目的1、了解液位，流量，压力和温度系统的组成结构；2、掌握用阶跃响应法来实验辨识控制系统的数学模型的特性参数 、0T、0K，并以此计算调节器的P、I T、D T参数；3、熟练掌握实验法获取被控对象特性的设备操作方法。
二、实验内容1、对象的配管操作本实验的实验流程图如图2.1所示，按照实验流程图对实验装置进行配管操作。
图2.1 实验流程图2、仪表的配线操作本实验的仪表配线图如图2.2所示，对实验控制台上的2#、3#调节器的输入、输出、电源进行插棒连线（6根弱电，4根强电）。
图2.2 液位飞升实验仪表配线图3、调节器参数的设置；4、记录曲线，运用力控组态软件中的历史趋势曲线，曲线下方操作按钮的作用参看附录二。
三、实验步骤1、了解被控过程的自衡和非自衡特性，操作前，将力控组态软件打开到运行系统，选择相应实验，打开到历史趋势曲线；2、掌握单容过程和多容过程的典型传递函数；按照实验流程图配管，并完成仪表配线；建模连线图如下：3、掌握飞升曲线的建模方法系统模型的认识；为了实现对水箱的建模，应该在断开所有的控制器的情况下让水箱获得自然平衡点。
利用P909手动控制电动阀的开度，保持出水阀的开度不变，手动调节进水阀的开度，使得液位逐渐达到平衡点。
在液位到达第一个平衡点之后保持进水阀和出水阀的开度不变，通过P909手动增大电动阀的开度。
（这里之所以实用电动阀来控制输入量是因为电动阀的是线性的，而进水阀是非线性的，从而电动阀的开度该变量是可以量化的）由于开度的增大，进水量必然会增大，但是由于液位不断升高，出水量也会随之增大，最终进水量与出水量相等从而液位重新达到平衡点。
这个过程的液位-时间曲线称为飞升曲线。
通过飞升曲线可以估计出水箱的模型结构，并且通过分析该曲线的数据可以得到模型的相关参数。
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_2
过程控制实验报告过程控制系统Matlab/Simulink仿真实验实验一过程控制系统建模 (1)实验二PID控制 (10)实验三串级控制 (27)实验四比值控制 (35)实验五解耦控制系统 (40)实验一过程控制系统建模作业题目一：常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。
答：常见的工业过程动态特性的类型有：无自平衡能力的单容对象特性、有自平衡能力的单容对象特性、有相互影响的多容对象的动态特性、无相互影响的多容对象的动态特性等。
通常的模型有一阶惯性模型，二阶模型等。
（1）无自平衡能力的单容对象特性：两个无自衡单容过程的模型分别为和，在Simulink中建立模型如下单位阶跃响应曲线如下：（2）有自平衡能力的单容对象特性：两个自衡单容过程的模型分别为和，在Simulink中建立模型如下：单位阶跃响应曲线如下：（3）有相互影响的多容对象的动态特性：有相互影响的多容过程的模型为，当参数,时，在Simulink中建立模型如下：单位阶跃响应曲线如下：（4）无相互影响的多容对象的动态特性：两个无相互影响的多容过程的模型为（多容有自衡能力的对象）和（多容无自衡能力的对象），在Simulink中建立模型如下单位阶跃响应曲线如下作业题目二：某二阶系统的模型为，二阶系统的性能主要取决于，两个参数。
试利用Simulink仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶系统的理解，分别进行下列仿真：（1）不变时，分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线；（2）不变时，分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。
（3），为0.1时的单位阶跃响应曲线：，为0.8时的单位阶跃响应曲线：，为1.0时的单位阶跃响应曲线：，为2.0时的单位阶跃响应曲线：（2），为2时的单位阶跃响应曲线：，为5时的单位阶跃响应曲线：，为8时的单位阶跃响应曲线：，为10时的单位阶跃响应曲线：实验二PID控制作业题目：-全文完-。
过程控制实验报告
苏州大学实验报告学号：**********姓名：***专业：材料科学与工程过程控制实验目录一、实验一 (3)1．实验目的 (3)2．实验步骤 (3)3．实验数据记录 (4)4. 实验数据处理 (6)二、实验二 (8)1．实验目的 (8)2．实验步骤 (8)3．实验数据记录 (9)4. 实验数据处理 (11)5. 实验数据处理 (12)实验一锅炉液位控制系统实验一、实验目的1.了解锅炉液位控制系统的组成。
2.建立液位控制数学模型（阶跃响应曲线）。
3.计算系统各参数下的性能指标。
4.分析PID参数对控制系统性能指标的影响。
二、实验步骤1.出水流量控制系统置于“手操”，即开环方式，设定OUTL=50%。
2.令δ=20%、Ti=80（s）、Td=10（s），设置到液位控制器中。
3.液位控制系统置于“自动”，即闭环方式，设定SV=200mm，等待稳定下来。
4.将液位控制器的“自动”输出阶跃变化100mm，即设定SV=300mm，同步记录液位的PV值（间隔30秒记录一次，约20分钟）。
5.改变比例带：令δ=10%、Ti=80（s）、Td=10（s），设置到控制其中，重复步骤3和步骤4。
6.改变积分时间：令δ=20%、Ti=40（s）、Td=10（s），设置到控制其中，重复步骤3和步骤4。
7.改变微分时间：令δ=20%、Ti=80（s）、Td=20（s），设置到控制其中，重复步骤3和步骤4。
三、实验数据记录锅炉液位控制系统实验记录表衰减比衰减率 超调量四、实验数据处理1. 用组态王软件显示出四条阶跃响应曲线。
2. 系统性能指标：Ψ、η、σ、t s 的计算%100)(y )(y 11B B B 122112⨯∞∞-=-=-=ψ=y B B σηη 调节时间t s ：是从收到扰动开始，到被控参数进入新的稳定值±5%的时间。
3.分析δ、Ti、Td对系统性能指标的影响。
比例带：当δ减小时，引起ω变大；ζ减小Ψ减小，稳定性变差。
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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
第二次实验
实验名称：被控过程的建模实验
院（系）：自动化专业：自动化
姓名：学号：
同组人员：实验时间：2017 年 5 月13 日评定成绩：审阅教师：一
一、实验目的
1、了解液位，流量，压力和温度系统的组成结构；
2、掌握用阶跃响应法来实验辨识控制系统的数学模型的特性参数 、0T、0K，并以此计算调节器的P、I T、D T参数；
3、熟练掌握实验法获取被控对象特性的设备操作方法。
二、实验内容
1、对象的配管操作
本实验的实验流程图如图2.1所示，按照实验流程图对实验装置进行配管操作。
图2.1 实验流程图
2、仪表的配线操作
本实验的仪表配线图如图2.2所示，对实验控制台上的2#、3#调节器的输入、输出、电源进行插棒连线（6根弱电，4根强电）。
图2.2 液位飞升实验仪表配线图
3、调节器参数的设置；
4、记录曲线，运用力控组态软件中的历史趋势曲线，曲线下方操作按钮的作用参看附录二。
三、实验步骤
1、了解被控过程的自衡和非自衡特性，操作前，将力控组态软件打开到运行系统，选择相应实验，打开到历史趋势曲线；
2、掌握单容过程和多容过程的典型传递函数；按照实验流程图配管，并完成仪表配线；建模连线图如下：
3、掌握飞升曲线的建模方法系统模型的认识；
为了实现对水箱的建模，应该在断开所有的控制器的情况下让水箱获得自然平衡点。
利用P909手动控制电动阀的开度，保持出水阀的开度不变，手动调节进水阀的开度，使得液位逐渐达到平衡点。
在液位到达第一个平衡点之后保持进水阀和出水阀的开度不变，通过P909手动增大电动阀的开度。
（这里之所以实用电动阀来控制输入量是因为电动阀的是线性的，而进水阀是非线性的，从而电动阀的开度该变量是可以量化的）由于开度的增大，进水
量必然会增大，但是由于液位不断升高，出水量也会随之增大，最终进水量与出水量相等从而液位重新达到平衡点。
这个过程的液位-时间曲线称为飞升曲线。
通过飞升曲线可以估计出水箱的模型结构，并且通过分析该曲线的数据可以得到模型的相关参数。
4、按A/M键将控制器2#切换成手动模式，2#、3#按SET键将LEVEL1功能切换成OUTL，按上下三角设定进出水阀的开度，使液位平衡；
5、当液位平衡后，改变进水阀的开度，一般变化10%左右，等待液位再次平衡，并且记录下改变阀位的时刻。
四、实验现象
1、观察液位控制系统给定（SV）和反馈（PV）的变化曲线，改变SV，观察PV的变化。
图3.1 液位给定值与实际值变化曲线
由图3.1可以看出，SV初始值设为1700，一段实践后，液位与设定值基本一致，存在一定的稳态误差。
改变设定值为500，通过PID的调节作用，液位会缓慢下降，最后在设定值附近波动。
2、利用串口助手与P909通讯，读取或写入SV/PV的值。
打开串口助手，设置参数如下：COM6，波特率4800，奇校验位，十六进制发送。
通过学习P909通讯协议可知，若要读取SV的值，应发送：52 04 00 00 00 00 56；如要读取PV的值，应发送：52 04 00 80 00 00 56；如要写入SV的值，应发送：57 04 00 00 00 7B D6（00 7B 为写入的十六进制数据）。
（1）读取SV的值
发送52 04 00 00 00 00 56，接收到07 4D 00 00 00 03 84 D4，其中0384即为读取的值，转换为10进制是900，与实际值一致。
图3.2 读取SV 的值
（2）读取PV 的值
发送52 04 00 80 00 00 56，接收到00 4D 00 00 00 04 08 59，其中0408即为读取的值，转换为10进制是1032（由于液位在不停的变化，所以未能及时拍到液位为1032的时刻）。
图3.3 读取PV 的值
（3）写入SV 的值
发送57 04 00 00 00 7B D6，设置SV 为007B （16进制），即123。
图3.4 写入SV的值3、通过力控组态软件监控SV和PV变化曲线。
1) 进入力控开发系统，新建窗口
2) 添加实时趋势，定义变量、设置上下限
3) 添加设备（管道、罐等）、添加文本
4) 连接设备后即可观察PV 和SV 的实时曲线
4、分析获得的飞升曲线，求解出系统数学模型的三大特性参数： 、
0T 、0K ，并以此计算调节器的P 、I T 、D T 参数。
在实验中，电磁阀的开度由30%增大到50%，平衡点的液位高度由58.4mm 增高到64.8mm 。
飞升曲线如图2.2。
图2.2 飞升曲线
由图2.2可以看出水箱的模型为一节惯性系统，其传递函数为
K Ts+1
,
其中，K = 64.8−58.4
50−30
=0.32mm/%，T = 4.6min = 276s
所以水箱的传递函数为
0.32 276s+1
五、思考题
1、通过对HGK-1过程控制实验装置的操作，了解自衡与非自衡的特性；
答：自衡过程，指的是系统中存在着对所关注的变量的变化有固定的负反馈作用，该作用总是力图恢复系统的平衡。
在出现扰动后，过程能靠系统自身的能力达到新的平衡状态的性质称为自平衡特性。
自衡过程具有一定范围内的自平衡。
反之，不存在固有反馈作用的且自身无法恢复平衡的过程，为非平衡过程。
2、试从传递函数的角度说明PID的作用。
说明算法（规律）和参数的作用；
答：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。
KP取值过小，调节精度降低，响应速度变慢，调节时间加长，使系统的动静态性能变坏。
积分作用参数Ti的一个最主要作用是消除系统的稳态误差。
Ti越大系统的稳态误差消除的越快，但Ti也不能过大，否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象。
若Ti 过小，系统的稳态误差将难以消除，影响系统的调节精度。
另外在控制系统的前向通道中只要有积分环节总能做到稳态无静差。
从相位的角度来看一个积分环节就有900 的相位延迟，也许会破坏系统的稳定性。
微分作用参数Td的作用是改善系统的动态性能，其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。
但Ti不能过大，否则会使响应过程提前制动，延长调节时间，并且会降低系统的抗干扰性能。
3、试拟定获取对象固有特性的方案
为了实现对水箱的建模，应该在断开所有的控制器的情况下让水箱获得自然平衡点。
●利用P909手动控制电动阀的开度为20%，保持出水阀的开度不变，手动调节进
水阀的开度，使得液位逐渐达到平衡点；
●在液位到达第一个平衡点之后保持进水阀和出水阀的开度不变，通过P909手动
增大电动阀的开度到40%；（这里之所以实用电动阀来控制输入量是因为电动阀
的是线性的，而进水阀是非线性的，从而电动阀的开度该变量是可以量化的）
●由于开度的增大，进水量必然会增大，但是由于液位不断升高，出水量也会随之
增大，最终进水量与出水量相等从而液位重新达到平衡点；
●变化过程实时记录仪表箱上液位变化值，以及变化时间，直至液位平衡；
●将数据导入力控监控组态软件，自动生成液位-时间变换曲线；
●这个过程的液位-时间曲线称为飞升曲线。
通过飞升曲线可以估计出水箱的模型
结构，并且通过分析该曲线的数据可以得到模型的相关参数。