过控实验报告

评分： 计算机过程控制指导老师： 全体教师班级：测控09-2姓名： 学号： 14 液位特性测试实验一、实验目的掌握液位特性的曲线测量方法，测量时应注意的问题;掌握对象模型参数的求取方法。二、实验项目测量液位特性曲线求取对象特性参数：放大倍数、时间常数、滞后时间。三、 实验设备与仪器PTC—I型过程控制教学实验装置四、 实验原理对象参数的求取：1.放大倍数K的求取K="max"m对象参数的求取：1.放大倍数K的求取K="max"mQ式中：AX/（Xmax-Xmin）A——调节器输出电流的变化xmax——调节器输出电流的上限值xmin值调节器输出电流的下限Ay——被测量的变化量被测量的上限值y一maxy._min2.一阶对象厂KTG= e-t、soTs+1K——广义对象放大倍数（求法见图7-1）被测量的下限值图7-1阶跃响应记录T。——广义对象时间常数（直接从图7-1测量出）t——广义对象时滞时间（直接从图7-1测量出）五、实验说明及操作步骤按实验接线图接好实验线路，打开手动阀门V3,根据调节器外给定电流的大小来适当调节手动阀们V8的开度。设调节器的参数dil=0,dih=450O

,PV ,jI日日日日I;,PV ,jI日日日日I;wI日旺日I经检查接线正确后，接通总电源开关和各仪表电源，接通变频器电源使恒压供水。设置调节器于手动位置（进入参数设置状态，把run的值设定为0）,手动改变调节器的输出，使系统液位处于某一平衡位置，记下此时的手动输出值。按调节器的增/减键增加调节器手动输出，使系统输入幅值适宜的阶跃信号。这时系统输出也有一个变化的信号，使系统在较高液位也能达到平衡状态。改变调节器的手动输出，回到原来的手动给定状态（步骤3结束时的状态）。观察计算机屏幕上的液位阶跃响应实时和历史曲线，直至达到新的平稳为止。再将手动给定增加到高液位平衡时的给定值（步骤4结束时的状态），观察计算机上的液位阶跃响应实时和历史曲线，直至达到新的平稳为止。六、实验结果与数据处理（1）求参数K、T、过程控制实验画面特殊关于各曲线的颜fSP历史曲线u（k）历史曲线—PV各曲线的颜fSP历史曲线u（k）历史曲线—PV历史曲线中I极品五笔DIEI通过两次的稳定，得出以上的液位波形，同时得出以下的数据：流量 液位第一次稳定 u(k)=335 Pv=298第二次稳定 u(k)=355 Pv=380其中，u(k)max=450u(k)min=0Pvmax=1000Pvmin=0K=W-「「=(380-298)/(1000-0)=1845—境/(广-广)一(355-335)/(450—0)一.maxmin从波形图可知，T0是从15:44:24到15:45:24，可得T0=30mint=1min广义传递函数把参数代入G0=t犬*]e-t.式中，可以算出以下的传递函数0八1.8450一30S+1es七、实验总结1、实验需要细心和耐心，做实验是一个细活，不仅要仔细认真还得有足够的耐心来等待产品的变化，所谓慢工出细活。2、 做实验需要有责任心，实验过程中有事产品的煮沸需要很长时间，需要等待，也需要有人一直在旁边守着，观察产品的变化，不然会很容易发生意外的，并记录变化现象。3、 做实验需要很好的团队协作，这次实验中，我们这组有三个人，我们每次实验时，该贮备什么仪器，称量药品，大家都分工的很好，也很主动的去做，一起去完成任务，每次我们的产品出来，我们都很高兴。我个人认为实验周给了我们一次很好的实践机会，培养了我们的动手能力，而不是纯粹的理论课，会让我们们觉得枯燥乏味，自己动手很生动，更有利于我们去分析各种物质的性质和各物质之间还是的反应，所以我希望有更多的实践机会，当然这也需要我们先掌握一定的理论知识，才会减少不必要的危险。单回路控制系统实验一一水压控制一、实验目的通过实验掌握单回路控制系统（简单控制系统）的构成；学会自行设计、构成单回路（流量、液位、温度等）控制系统；学会用临界比例度法、阶跃反应曲线法计算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，用调节仪表进行PID参数的自整定和系统自动控制的投运。二、实验设备与仪器PTC—I型过程控制教学实验装置三、实验原理图，将控制器的Sn设参数设为33diL3参数值设为0，iH，将控制器的Sn设参数设为33diL3参数值设为0，iH设为100。水压控制接线图检查接线无误后接通总电源和各仪表电源。将面板上的变频器内/外控开关打到外控端。PID参数的计算用反应曲线法整定，对象的K、T、T求取方法参见第二章实验一，按阶跃反应曲线整定参数表计算。阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数6TiTdPKt/TX100%PIKt/TX110%3.3tPIDKt/TX85%2t0.5t将计算所得PID参数值置于控制器(818)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4：1的要求为止。用智能仪表(708，808或818)实现PID的自整定，将调节仪表的Ctrl参数值设为2,run设为1，仪表开始进行自整定，返回到测量状态，可以看到sv后有at和设定值交替显示，当不再出现at字母时，PID参数的自整定过程完成。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中。五、实验结果与数据处理(1)PID参数的计算由液位特性实验中，得到了K、T、T三个参数K=1.845T=30minT=1min阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数6TiTdP0.0615——PI0.06773.3—PID0.052320.5需要注意的是，在控制面板上输入参数时，应该把1/6的值设定为Kp的输入。(2)实验波形观察1.K=16.2、Ti=0、Td=0从以下波形可以看出，实际的液位在设定的液位上下振荡，稳定时呈周期变化，但液位的波动较大。画面特殊关于画面特殊关于一阶液位控制记录曲线SP历史曲线—PV历史曲线,卷动百分比,,输入调整跨度SP历史曲线—PV历史曲线,卷动百分比,,输入调整跨度・1皿5M组态王信息窗口。日。时30分。秒■u(k)历史曲线以1过程控制实验磐新建MicrosoftW...2.K=16.2、Ti=3.3、Td=0加入积分控制时，发现积分控制消除了静差，实际的液位更接近设定值，曲线更加理想。s过程控制实验 p画面特殊关于一阶液位控制记录曲线,J日J时15分。,卷动百分比■SP历史曲线,J日J时15分。,卷动百分比■SP历史曲线u(k)历史曲线—PV历史曲线ZJI,输入调整跨度3.K=16.2、Ti=3.3、Td=0.5从波形图看，经过PID的调节后，实际的液位几乎与设定的液位重合，证明PID参数的整定比较理想。六、实验总结1、 实验需要细心和耐心，做实验是一个细活，不仅要仔细认真还得有足够的耐心来等待产品的变化，所谓慢工出细活。2、 做实验需要有责任心，实验过程中有事产品的煮沸需要很长时间，需要等待，也需要有人一直在旁边守着，观察产品的变化，不然会很容易发生意外的，并记录变化现象。3、 做实验需要很好的团队协作，这次实验中，我们这组有三个人，我们每次实验时，该贮备什么仪器，称量药品，大家都分工的很好，也很主动的去做，一起去完成任务，每次我们的产品出来，我们都很高兴。我个人认为实验周给了我们一次很好的实践机会，培养了我们的动手能力，而不是纯粹的理论课，会让我们们觉得枯燥乏味，自己动手很生动，更有利于我们去分析各种物质的性质和各物质之间还是的反应，所以我希望有更多的实践机会，当然这也需要我们先掌握一定的理论知识，才会减少不必要的危险。

流量液位串级控制实验一、 实验目的通过实验掌握串级控制系统的基本概念（即主被控参数、副被控参数、主控制器、副控制器、主回路、副回路）；掌握串级控制系统结构组成；掌握串级控制系统的特点：掌握串级控制主、副控制回路的选择；掌握串级控制系统参数整定；掌握串级控制系统参数投放方法；了解串级控制系统对进入副回路和主回路扰动的克服能力。二、 实验流程图计算机“杉计算机图5.4上水箱液位和流量串级控制实验流程图计算机“杉计算机图5.4上水箱液位和流量串级控制实验流程图三、实验框图X1(t)Z1(t)Z2(t)y(t)X1(t)Z1(t)Z2(t)y(t)流量变送器专液位变送器*计算机控制串级控制系统的框图四、 实验步骤门V15、VV3、V6打开。点击文件、打开按扭，然后选择液位液位，液位液位特性测试及控制实验界面。历史曲线按扭，进入PID参数设置界面。点击MAIN置手动，击PID设定中的SP进行数据输入使系统液位处于某一平衡位置。变SP输出，使系统输入幅值适宜的正向阶跃信号，这时系统输出也有一个变化信号，使系统在较高液位所达到平衡状态。6•察计算的液位2的正向阶跃响应历史曲线，直至达到新的平衡为止。点击打印曲线按扭，打印正向阶跃响应曲线。变输出使系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，这时系统输出也有一个变化信号，使系统液位下降至一个平衡状态。计算机的液经2反向阶跃响应历史曲线，直至达到新的平衡为止。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。五、 调节器的参数设置PIDQ1设定PID设定1Kp1=10Kp2=15（参考值）Ti1=999Ti2=300（参考值）Td1=0Td2=0（参考值）SP2（液位给定值）PV2（液位检测值）注意：在计算机控制实验中，恒压供水需要用一调节器来实现，在上述实验中，AO1模块中的IO1为控制调节阀开度的控制通道。AI1模块中，IN1为上水箱液位的检测，IN2为下水箱液位的检测，IN3为主流量的检测，IN4为副流量的检测，AI2模块中，IN1是温度信号检测，IN2是阀位反馈信号检测，IN3是水泵出口压力信号检测。在AO模块中，由于模块本身不能提供电源，在控制时应串入24V直流电源，输出电流信号控制执行器。由于变送器输出的都是电流信号，而AI模块采集的是电流信号。系统采用的液位变送器，压力变送器都是两线制的，在检测液位工作时需串入DC24V电源。六、实验结果（1）Ts（第一个波峰和第二个波峰之间的时间）从波形图可以看出，衰减差不多达到4：1串级控制历史曲线—pvl串级控制历史曲线—pvl历史曲线—叫2历史曲线—pv2历史曲线iranrai11^11,卜，「「1匚■leiaiisi,卷动百土、比■|KailEiiiiaiINI—IHI■ 、lEBESIIIDSSfllBEgaiiiaiM(2)(2)设定PID参数，k=10Ti=20给定的液位sp=200当从(2)中改变Ti=15时，控制更加及时，液位更加接近给定值。曲线图如下

串级控制历史曲线,昭 疽 1■口G:皿I串级控制历史曲线,昭 疽 1■口G:皿I■倒，—pvl历史曲线SP2历史曲线—pv2历史曲线lE^II^WWI1^31milESI■输入调整跨jOT0厂障组态王信息窗口 运行系统 Windows任务管理器 QDoclOO-Microso... ez)气^―I16:35加入干扰，验证系统的抗干扰能力第一次加了小的干扰，加干扰的时间在时间标尺线处较小的干扰对系统的影响不大，证明抗干扰能力比较好!第二次加了较大的干扰的波形在绿光标处，加入了一个较大的干扰，系统还是能很快的达到稳定，证明系统的抗干扰能力很强。七、实验总结1、 实验需要细心和耐心，做实验是一个细活，不仅要仔细认真还得有足够的耐心来等待产品的变化，所谓慢工出细活。2、 做实验需要有责任心，实验过程中有事产品的煮沸需要很长时间，需要等待，也需要有人一直在旁边守着，