单回路控制系统实验

单回路掌握系统试验单回路掌握系统概述试验三单容水箱液位定值掌握试验试验四双容水箱液位定值掌握试验试验五锅炉内胆静（动）态水温定值掌握试验试验三试验项名称：单容力位定值掌握系统试验项名称：单容力位定值掌握系统试验项目性质：综合型试验所属课程名称：过程掌握系统试验方案学时：2学时的.了解单容液位定值掌握系统的结构与组成。.把握单容液位定值掌握系统调整器参数的整定和投运方法。9.分别用P、PD、PID三种掌握规律重复步骤4~8,用计算机纪录不同掌握规律下系统的阶跃响应曲线。S7-200PLC掌握.将SA-42S7-200PLC掌握挂件挂到屏上，并用PC/PPI通讯电缆线将S7-200PLC连接到计算机串口2,并依据图3-11接线图连接试验系统。将"LT2中水箱液位"钮子开关拨到"ON"的位置。.接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相I、川空气开关，给S7-200PLC及电动调整阀上电。.打开Step7-Micro/WIN32软件，并打开"S7-200PLC"程序进行下载，然后将S7-200PLC置于运行状态，然后运行MCGS组态环境，打开"S7-200PLC掌握系统"工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击"试验四、双容液位定值掌握"，进入试验四的监控界面。.以下步骤请参考前面"(-)智能仪表掌握"的步骤4〜9。五、试验报告要求.画出双容水箱液位定值掌握试验的结构框图。.用试验方法确定调整器的相关参数，写出整定过程。.依据试验数据和曲线，分析系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。.比较不同PI参数对系统的性能产生的影响。.分析P、PLPD、PID四种掌握方式对本试验系统的作用。.综合分析二种掌握方案的试验效果。六、思索题.假如采纳上水箱和中水箱做试验，其响应曲线与本试验的曲线有什么异同？并分析差异缘由。.转变比例度b和积分时间Ti对系统的性能产生什么影响？3为什么本试验比单容液位定值掌握系统更简单引起振荡？要达到同样的动态性能指标，在本试验中调整器的比例度和积分时间常数要怎么设置？.讨论调整器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。.了解P、PLPD和PID四种调整器分别对液位掌握的作用。.把握同一掌握系统采纳不同掌握方案的实现过程。二、试验内容和（原理）要求本试验系统结构图和方框图如图3-4所示。被控量为中水箱（也可采纳上水箱或下水箱）的液位高度，试验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调整器掌握电动调整阀的开度，以达到掌握中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差掌握,系统的调整器应为PI或PID掌握。三、试验主要仪器设施和材料.试验对象及掌握屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个；.SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根；.SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。四、试验方法、步骤及结果测试本试验选择中水箱作为被控对象。试验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1.Fl-2、Fl-7.F1-11全开，将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度，其余阀门均关闭。详细试验内容与步骤按二种方案分别叙述。（-1智能仪表掌握1.依据图3-5连接试验系统。将"LT2中水箱液位"钮子开关拨到"ON”的位置。图3-4中水箱单容液位定值掌握系统（a）结构图（b）方框图图3-5智能仪表掌握单容液位定值掌握试验接线图.接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相I、m空气开关，给智能仪表及电动调整阀上电。.打开上位机MCGS组态环境，打开"智能仪表掌握系统"工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击"试验三、单容液位定值掌握系统"，进入试验三的监控界面。.①在上位机监控界面中把"设定值"设置为一个合适的值（从低位开头每次增加3-4cm,水箱最高水位为15cm1②将叩、I"值设置为一个合适的值（R/V50%③单击"启动仪表"系统进入运行状态。.合上三相电源空气开关，磁力驱动泵上电打水，使中水箱的液位平衡于设定值，观.按阅历法或衰减曲线法整定调整器参数，选择P、I掌握规律，并按整定后的PI参数进行调整器参数设置。合适的PI值可做出4：1的响应曲线。.待液位平衡后，通过以下几种方式加干扰：（1）突增（或突减）仪表设定值的大小，使其有一个正（或负）阶跃增量的变化；（此法推举，后面三种仅供参考）（2）将电动调整阀的旁路阀F1-3或F1-4（同电磁阀）开至适当开度；（3）将下水箱进水阀F1-8开至适当开度;（转变负载）（4）接上变频器电源,并将变频器输出接至磁力泵，然后打开阀门F2-1、F2-4,用变频器支路以较小频率给中水箱打水。以上几种干扰均要求扰动量为掌握量的5%-15%,干扰过大可能造成水箱中水溢出或系统不稳定。加入干扰后，水箱的液位便离开原平衡状态，经过一段调整时间后，水箱液位稳定至新的设定值（采纳后面三种干扰方法仍稳定在原设定值），纪录此时的智能仪表的设定值、输出值和仪表参数，液位的响应过程曲线将如图3-6所示。图3-6单容水箱液位的阶跃响应曲线-8.分别适量转变调整仪的P及I参数，重复步骤7,用计算机纪录不同参数时系统的9.分别用P、PD、PID三种掌握规律重复步骤4~8,用计算机纪录不同掌握规律下系统的阶跃响应曲线。(二，S7-200PLC掌握.将SA-42S7-200PLC掌握挂件挂到屏上，并用PC/PPI通讯电缆线将S7-200PLC连接到计算机串口2,并依据图3-7掌握屏接线图连接试验系统。将"LT2中水箱液位"钮子开关拨到"ON"的位置。.接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相I、m空气开关，给S7-200PLC及电动调整阀上电。.打开Step7-Micro/WIN32软件，并打开"S7-200PLC"程序进行下载，然后将S7-200PLC置于运行状态，然后运行MCGS组态环境，打开"S7-200PLC掌握系统"工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击"试验三、单容液位定值掌握"，进入试验三的监控界面。.以下步骤请参考前面"(-)智能仪表掌握"的步骤4~9。五、试验报告要求.画出单容水箱液位定值掌握试验的结构框图。.用试验方法确定调整器的相关参数，写出整定过程。.依据试验数据和曲线，分析系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。.比较不同PID参数对系统的性能产生的影响。.分析P、PLPD、PID四种掌握规律对本试验系统的作用。.综合分析二种掌握方案的试验效果。六、思索题1假如采纳下水箱做试验，其响应曲线与中水箱的曲线有什么异同？并分析差异缘由。.转变比例度b和积分时间Ti对系统的性能产生什么影响?图3-7S7-200PLC掌握单容液位定值掌握试验接线图试验四试验项名称：双容水箱液位定值掌握系统试验项名称：双容水箱液位定值掌握系统试验项目性质：综合型试验所属课程名称：过程掌握系统试验方案学时：2学时一、试验目的.通过试验进一步了解双容水箱液位的特性。.把握双容水箱液位掌握系统调整器参数的整定与投运方法。.讨论调整器相关参数的转变对系统动态性能的影响。.讨论P、PI、PD和PID四种调整器分别对液位系统的掌握作用。.把握双容液位定值掌握系统采纳不同掌握方案的实现过程。二、试验内容（原理）和要求本试验以中水箱与下水箱串联作为被控对象，下水箱的液位高度为系统的被掌握量。要求下水箱液位稳定至给定量，将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调整器掌握电动调整阀的开度，以达到掌握下水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差掌握，系统的调整器应为PI或PID掌握。调整器的参数整定可采纳本章第一节掌握规律的选择所述的整定方法。本试验系统结构图和方框图如图3-8所示。图3-8双容液位定值掌握系统（a）结构图（b）方框图三、试验主要仪器设施和材料（同前）四、试验方法、步骤及结果测试本试验选择中水箱和下水箱串联作为双容对象（也可选择上水箱和中水箱工试验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门Fl-l、Fl-2、F1-7全开，将中水箱出水阀门F1-10、下水箱出水阀门F1-11开至适当开度（要求阀F1-10稍大于阀F1-11）,其余阀门均关闭。详细试验内容与步骤按二种方案分别叙述（-X智能仪表掌握.依据图2-3连接试验系统。将"LT2中水箱液位"钮子开关拨到"ON"的位置。.接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相I、川空气开关，给智能仪表及电动调整阀上电。.打开上位机MCGS组态环境，打开"智能仪表掌握系统"工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击"试验四、双容液位定值掌握系统"，进入试验四的监控界面。.①在上位机监控界面中把"设定值"设置为一个合适的值（从低位开头每次增加3-4cm,水箱最高水位为15cm\②将"P、「值设置为一个合适的值（PJW501③点击"启动仪表"，系统进入自动状态。.合上三相电源空气开关，磁力驱动泵上电打水，使中水箱的液位平衡于设定值，观.按阅历法或衰减曲线法整定调整器参数，选择P、I掌握规律，并按整定后的PI参数进行调整器参数设置。合适的PI值可做出4：1的响应曲线。.待液位稳定于给定值后，将调整器切换到"自动"掌握状态，待液位平衡后，通过以下几种方式加干扰：1）突增（或突减）仪表设定值的大小，使其有一个正（或负）阶跃增量的变化；（此法推举，后面三种仅供参考）2）将电动调整阀的旁路阀F1-3或F1-4（同电磁阀）开至适当开度；）将下水箱进水阀F1-8开至适当开度；（转变负载））接上变频器电源，并将变频器输出接至磁力泵，然后打开阀门F2-1、F2-4,用变