水箱液位串级控制系统

1、长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY专业训练与创新实习报告过程控制系统实习系 部：电子信息与电气工程系专业年级班级：11电气3班学生姓名：学 号：指导教师：成绩评定： （指导教师填写）2014年11月实验目录实验一单闭环流量定值控制系统实验二单容液位定值控制系统实验三 水箱液位串级控制系统一、实验目的了解单闭环流量控制系统的结构组成与原理。掌握单闭环流量控制系统调节器参数的整定方法。研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。研究P、PI、PD和PID四种控制分别对流量系统的控制作用。掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。二、实验设备实验对象及控制屏、各类电路挂件、计算机

2、一台、万用表一个、导线若干;三、实验原理图4-1单闭环流量定值控制系统（a）结构图 （b）方框图本实验系统结构图和方框图如图4-1所示。被控量为电动调节阀支路（也可 采用变频器支路）的流量，实验要求电动阀支路流量稳定至给定值。将涡轮流量 计FT1检测到的流量信号作为反馈信号，并与给定量比较，其差值通过调节器 控制电动调节阀的开度，以达到控制管道流量的目的。为了实现系统在阶跃给定 和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI控制，并且在实验中PI 参数设置要比较大。四、实验内容三相磁力泵（ 380V）智能调节仪O调节阀9、|)- 22 0V 输入J1 0流景变送器FT 1 FT2 FT3i

3、智霜蒲岳仪控制+ CQ) 4 m夕 出图4-2智能仪表控制单闭环流量定值控制实验接线图三相电源输出单相电源输出单相I 单相II 单相IIIOUTPV2日日日日AL2AUX S日日日日S A-1 21 L控制信号- 2 Oni A榆入+1 5 V 0 - 5V 0. 2 - IV ，*orrn4 2 0m A十+1 - 5 V 4 2 OmA 输出输-2 2 0V输入电源开关本实验选择电动阀支路流量作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水 量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-8、F1-11全开，其余阀门均关闭。将“FT1电 动阀支路流量”钮子开关拨到“ON”的位置。具体实验内容与步骤可根据本

4、实 验的目的与原理参照前面的单闭环定值控制中相应方案进行，下面只给出实验的 接线图。五、实验数据曲线_j Qz-单闭环流量定六、实验总结Ill运行中 I实验数据浏览|时曲线历史曲线通讯犹态退出本实验|SV=10.0r/min，P=60，积分时间1=20，先是等幅振荡，外加一个干扰信号，数据曲线经过智能调节仪 的调节后，渐渐接近稳定。一、实验目的了解单容液位定值控制系统的结构与组成。了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。二、实验设备实验对象及控制屏、各类电路挂件、计算机一台、万用表一个、导线若干;三、实验原理图2-1中水箱单容液位定

5、值控制系统（a）结构图（b）方框图本实验系统结构图和方框图如图2-1所示。被控量为中水箱（也可采用上水 箱或下水箱）的液位高度，实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节 器控制电动调节阀的开度，以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃 给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控制。四、实验内容本实验选择中水箱作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将 阀门F1-1、F1-2、F1-7、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。三相单相电源输出 棒相

6、I单相II单相IIIS A- 1 2w智能调节仪源输出-浸2 N动调节网5仪控制F*VBBBB曰日日日压力变送器 LT 1 LT 2+瘁74 了2 OmAz三相点力泵(38 O V )lSI_1A，图2-2智能仪表控制单容液位定值控制实验接线图控伯V4 2 O m A Mr_1_I 5 V 4 2 0 ni AI , I O. 2 1 V榆 入 / 构 出- -五、实验数据曲线设定值(SV)： 测量值叫： 输出fi(OP|： 比例系数即 枳分时间IH： 械分时间叫：14B-5实时曲线实验数据浏览司普 UU65 IO FLasl DiIO Dete 图2-3单容液位定值控制曲线图sv py QP

7、实验指导I历史曲线六、实验总结在图2-3中的数据曲线可以看出，水箱设定值SV=8，给予适量的PI调节， 水箱实际水量在上下振荡后趋于稳定，接近设定初值，最后测量值PV=8.0，成 功完成单容液位定值控制的特性测试。一、实验目的通过实验了解水箱液位串级控制系统组成原理。掌握水箱液位串级控制系统调节器参数的整定与投运方法。了解阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响。掌握液位串级控制系统采用不同控制方案的实现过程。二、实验设备实验对象及控制屏、各类电路挂件、计算机一台、万用表一个、导线若干；三、实验原理本实验为水箱液位的串级控制系统，它是由主控、副控两个回路组成。主控 回路中的调节器

8、称主调节器，控制对象为下水箱，下水箱的液位为系统的主控制 量。副控回路中的调节器称副调节器，控制对象为中水箱，又称副对象，中水箱 的液位为系统的副控制量。主调节器的输出作为副调节器的给定，因而副控回路 是一个随动控制系统。副调节器的的输出直接驱动电动调节阀，从而达到控制下 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控制，系 统的主调节器应为PI或PID控制。由于副控回路的输出要求能快速、准确地复 现主调节器输出信号的变化规律，对副参数的动态性能和余差无特殊的要求，因 而副调节器可采用P调节器。本实验系统结构图和方框图如图5-1所示。(a)结构图 (b)方框图四、实验内容本实

9、验选择中水箱和下水箱串联作为被控对象（也可选择上水箱和中水箱）。 实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、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。单相电源输出单相I单相【I单相in源输出W *f压力变送器一LTl LT2 LT3 上木箱中*16下水箪液位点位族他I2骸刿 anan ISA-12智能调节仪智能调节仪OUT PV新 0000AL2颇 SVBBBBOUT PV“ B000AL2皿SV日日日日A/M RUNMOLD STOPO/ It+ J 0-5V/ 420mA/输入

10、电动调节阀.7 /- 2 OmA /输 出典5;6+控制信号- 220V输入 !电 4-20mAAlE IA N c i:、_萱底调节仪控制 一 一 一-T能调节仪控制图5-2智能仪表控制水箱液位串级控制实验接线图五、实验数据曲线六、实验总结调节仪 1： P=20, I=60, D=0, CF=0, ADDR=1, Sn=33, CTRL=1,SV=8CM 调节仪 2： P=50, I=20, D=0, CF=8, ADDR=2, Sn=32, CTRL=1 上水箱阀门开度80-90%，中水箱阀门开度50%；主控参数调整，设定值SV=9.0,比例系数P=3.7,积分时间I=42.0,微分时间 D=10.0,由上图可以看出，中水箱液位在调节仪的调节下终将趋于稳定，测量值 PV=9.0，达到最佳的稳定状态。七、自我总结这次实验是一个电气控制系统。该控制系统应具有提高工效、促进生产自动化，提高生 产效率和减轻劳动力作用，为前沿的产品应自动化设备更新时的需要提供必备条件，可以广 泛应用很多部门。通过这次的实习，我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解，也是对这 几年大学里所学知识的巩固与运用。从这次实习中，我体会到了实际的工作与书本上的知识 是有一定距离的，并且需要进一步的再学习。在这次会计实习中，我可谓受益非浅。仅