实验1 认识自动控制系统

1、过程控制工程实验实验一认识自动控制系统 实验目的方法要求实验目的：通过实地观察，初步了解过程控制实验装置的基本组成、构成特点和使用方法；熟悉控制系统的构成和认知方法实验方法：从下面几个方面进行详细观察，了解一个实际自动控制系统是如何建立、工作和实现控制目标的。这几个方面包括：被控的工艺设备，检测设备与控制驱动设备，控制装备、信号传输及监控操作系统实验要求：认知水槽系统相关的工艺流程图；识别检测点和检测设备、量程及工作原理；控制执行机构的操作范围及工作原理；控制器（系统）的原理及信号连接图 实验内容观察A3000的基本组成了解A3000的工艺过程和工艺设备了解A3000中的检测设备与控制装备的类

2、型、工作原理熟悉一个基本过程控制系统的组成情况熟悉A3000监控软件的基本使用熟悉PID控制器开环控制的基本操作进行实验操作，记录实验过程曲线数据，获取数据文档，发送到自己邮箱或取走数据在得到实验指导教师同意后，关闭实验设备，收拾好实验现场后离开 构建一个液位自动控制系统控制要求：确保一个水槽系统安全稳定运行，可以在无人干预的情况下，自动保证其水位高度衡定在希望值；任务：构建一个能满足上述要求的液位自动控制系统；如何组建这个系统，系统中应包括哪些环节，在实际组建过程中采用哪些具体设备，什么控制方法，系统中的信息（信号）如何传递和联系？ 构建一个自动控制系统被控对象：生产中的具体设备（整体/部分

3、），在这里就是一组水箱（水槽）被控参数：反映设备运行状况特定的物理参数，大多是非电量参数，在这里通常是下水箱的水位高度（液位）如何感知水位的高度及变化，如何将感受到的结果变成控制系统能够识别的信号（如何将非电量的参量变换成标准的电信号4-20mA）如何对水位的当前情况作出判断，并采取相应措施 （将被测参量与期望值进行对比，若出现了偏差则根据偏差大小和方向计算出修正量）谁来执行这个措施，如何把修正量变成修正动作（将这一信号变成其他物理量（非电量）的变化）这一物理量的改变，应能够影响到被控参数，使其安全快速地回到希望值上 一个自动控制系统还需要能确保被控参数经受外界各种扰动的影响，始终保持在期望值

4、上；有合理的控制精度；有较好的稳定性、较高的安全性；有较好的经济性、可靠性、灵敏性；易操作、易维护性电脑监控A3000对象A3000控制柜A3000控制柜A3000检测点设备流程图 A3000自动化仪表及电气设备数量温度变送器5个压力变送器1个涡轮流量变送器1个电磁流量变送器1个液位变送器3个电磁阀2个液位开关2个电动/气动调节阀1个变频器1个调压模块1个加热棒1个 A3000系统的测控参数点序号位号或代号仪表名称用途原始信号类型I/O类型工程量1TE-101热电阻锅炉水温Pt100AI01002TE-102热电阻锅炉回水温度Pt100AI01003TE-103热电阻换热器出口水温（II）Pt

5、100AI01004TE-104热电阻换热器出口水温（I）Pt100AI01005TE-105热电阻储水箱水温Pt100AI01006FT-101涡轮流量计给水流量I420mA DCAI03m3/h7FT-102电磁流量计给水流量II420mA DCAI03m3/h8PT-101压力变送器给水压力420mA DCAI150kPa9LT-101液位变送器上水箱液位420mA DCAI5kPa10LT-102液位变送器中水箱液位420mA DCAI5kPa11LT-103液位变送器下水箱液位420mA DCAI5kPa12LSL-105液位开关锅炉液位极低报警干接点DINC13LSH-106液位开

6、关锅炉液位极高报警干接点DINC A3000系统的测控参数点序号位号或代号仪表名称用途原始信号类型I/O类型工程量14XV-101电磁阀给水紧急切断I继电器隔离DONC15XV-102电磁阀给水紧急切断II继电器隔离DONC16FV-101电动/气动调节阀阀位控制420mA DCAO0100%17GZ-101调压模块锅炉水温控制420mA DCAO0100%18U-101变频器频率控制420mA DCAO0100%注意连线的相注意连线的相同极性。同极性。两台智能PID控制器及它们的控制器输入、输出信号接口IO面板实验项目选择：D盘2012级过控实验百特控制器组态（2014-5）”目录下的项目。

7、每套设备对应三台计算机，只有一台与实验设备连接，其他的可运行matlab等辅助学习软件特别提示：因为环境拥挤，设备摆放密集，地下连线多，移动时请务必要注意周围设备和脚下电缆！ 实验连线注意连线的相同极性。 实验步骤1.检查装置管道能否正常接通。2.将下水箱液位接到百特仪表1（左）的PV，将中水箱液位接到百特仪表2（右）的PV，将百特仪表2的MV接到变频器输入（红对红，黑对黑）。3.启动单相总电源。4.进入组态王，点击VIEW进入实验画面。5.选择“进入”，选择“智能仪表控制器”，选择“对象特性”实验。6.点开PID2，把自动改为手动。7.按顺序打开装置的变频器电源、电磁阀1、变频器开关，启动变

8、频器。 实验步骤8.点开PID2，调节MV可控制水箱进水量（20%80%最好），注意观察实验曲线的变化。9.实验做完后，点击“进入报表”。10. 点击“读取历史数据”，保存数据并取走数据。11. 在得到实验指导教师同意后，关闭实验设备，收拾好实验现场后离开。实验做完后，点击“进入报表”，点击“历史数据”，点击时间属性选择实验的“起始时间”，可以修改读取数据的时间间隔，通常为14秒。点击“存储数据”，数据将存储在EXCEL文件中。数据文件生成在“F盘12级实验”目录下，复制、粘贴取走数据，以便数据的处理。强烈建议：以邮件附件形式发送到邮箱中，减少U盘接触计算机带来病毒感染的问题。 实验报告要求根据实验结果，进行认真总结和分析，写出实验报告思考题：1.描述水箱的外形和内部结构、个数及它们各自的特点。2.流体是从哪里来，又流到哪里去，是如何流动的？3.水箱的水位高度及变化受到哪些因素的影响？4.液位的测量原理，液位高度是如何变成电流信号的？5.液位信号