双位控制系统课程设计

1、双位控制理想的双位控制器其输出y与输入偏差e理想的双位控制器其输出y与输入偏差e之间的关系为图3-1y=ymaxe0（或 e0） y=ymin e0）理想的双位控制特性如图3-1所示。图3-2是一个采用双位控制的液位控制系统，它利用电位式液位控制装置来控制贮槽贮槽外图3-2的液位，液体经装有电磁阀YV的管道流入贮槽，由出料管流出。 壳接地，液位应当是导电的。贮槽外图3-2槽内装有一根电极作为测量液位的装置，电极的一端与继电器k 的线圈相接，另一端调整在液位设定值的位置，当液位低于设定 值H。时，液体未接触电源，继电器断路，此时电磁阀YV全开， 液位以最大流量流入贮槽。当液位上升至设定值时，液体

2、与电极 接触，继电器接通。从而使电磁阀全开，液体不再进入贮槽。但 槽内液体仍在继续排出，故液位要下降。当液位降至低于设定值 时，液体与电极脱离，于是电磁阀YV又开启，如此反复循环， 液位被维持在设定值上下一个小范围内波动。为减少继电器、电 磁阀的频繁动作，可加一个延迟中间区。偏差在中间区内时，控 制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器 中的运动部件的使用寿命。在位式控制模式下，被控变量持续地设定值上下等幅振荡，无法稳定在设定值上。这是 由于双位控制器只有在两个特定的输出值，相应的控制阀也是有两个极限位置，总是过量调 节所致。锅炉内胆温度二位式控制实验1）实验目的（1）熟悉实验

3、装置，了解二位式温度控制系统的组成。（2）掌握位式控制系统的工作原理，控制过程和控制特性。2）实验设备CS4000过程控制实验装置，S7300PLC、WinCC软件、计算机。3）实验原理（1）二位式温度控制系统二位控制是位式控制规律中最简单的一种，本实验的被控对象是1.5KW电加热管, 被控制量是复合小加温箱中内套水箱的水温T。图1为位式控制器的工作特性图。 图2为位式控制系统的方块图。图1位式控制器的特性图由图1可见，在一定的范围内不仅有死区存在，而且还有回环，这是一个典型的非线性控制 系统。执行器只有“开”或“关”两种极限输出状态，故称这种控制器为两位控制器。当被控制的水温测量值VP=T小

4、于给定值VS时，即测量值小于给定值，且当e=VS-VP=dF 时，控制器的输出100%，随着水温T的升高，Vp也不断增大，e相应变小。若T高于给定 值，即VpVs，e为负值，若e=-dF时，则控制器输出为0,由于这种控制方式具有冲击性, 易损坏元器件，只是在对控制质量要求不高的系统才使用。图2位式控制器系统的方框图如图2位式控制器系统的方框图所示，温度给定值在上位机通过设定获得，被控对象为锅炉 内胆，被控制量为内胆水温。它由铂电阻PT100测定，根据给定值加上dF与测量的温度相 比较调压模块发出控制信号，从而达到控制水箱温度的目的。双位控制系统的输出是一个断续控制作用下的等幅振荡过程，如图3所

5、示，因此不能用连续 控制作用下的衰减振荡过程的温度品质指标来衡量，而用振荡周期作为品质指标。一般要求 振幅小，周期长，然而对同一双位控制系统来说，若要振幅小，则周期短；若要周期长，则 振幅大。因此通过合理选择中间区而使振幅在限定范围内，而又尽可能获得较长的周期。图3双位控制系统的过程曲线4）实验内容与步骤A设备的连接和检查打开以主回路泵为动力的支路至锅炉内胆的所有阀门（VI，V4, V15）,关闭动力支路上通往其它对象的切换阀门。（2）控制台上将“加热水箱水温”信号（15V）连接到PLC的模拟输入模块1的AI2端口，将PLC的模拟量输出模块的AO1通道连接到“加 热功率”端子上，连接时要注意正

6、负极性B启动实验装置（1）打开电源带漏电保护空气开关。电源指示灯亮，即可开启 电源。（2）将锅炉内胆的泄水阀开至适当开度，打开主回路泵电源和 旁路烦扰阀V3向锅炉内胆进水，知道干扰报警灯熄灭为止。（3）控制锅炉内胆进水阀V15的开度，使锅炉内胆溢流管能流 出一定量的水，以确定内胆始终满水。注意内胆泄水阀开度和溢流水量不宜过 大，防止冷却作用过强。（4）打开检测电源和电加热管电源。（5）开启控制台上24V/S7-300PLC电源开关，将PLC置于运行。C实验步骤（1）启动计算机，进入WinCC组态环境运行软件，进入实验。（2）系统运行后，组态软件自动记录控制过程曲线。待稳定振 荡2-3个周期后，观察位式控制过程曲线的振荡周期和振幅大小，记录实验 曲线及数据。（3）适