过 程 控 制 工 程 实 验 报告

过程控制工程实验报告实验名称：认识自动控制系统班级：组员：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。被控对象生产中的具体设备（整体/部分），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）。实验装置&实验流程图温度变送器 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个实验步骤检查装置管道能否正常接通。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）。启动单相总电源。进入组态王，点击VIEW进入实验画面。选择“进入”，选择“智能仪表控制器”，选择“对象特性”实验。点开PID2，把自动改为手动。按顺序打开装置的变频器电源、电磁阀1、变频器开关，启动变频器。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。实验做完后，点击“进入报表”。点击“读取历史数据”，保存数据并取走数据。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。刚开始给中、下水箱设定值为50%（中间水位）。待中、下水箱水位稳定后减少中水位设定值（MV）为30%，修改完之后见中水箱（PV2）水位快速下降，下水箱（PV1）水位下降缓慢，待中水箱（PV2）水位稳定到设定值之后，下水箱（PV1）水位也逐渐趋于平缓。此后，将中水箱（PV2）设定值改为70%，中水箱（PV2）快速上升，下水箱（PV1）水位缓慢上升，待中水箱（PV2）稳定到设定值后，下水箱（PV1）水位逐渐稳定。思考题描述水箱的外形和内部结构、个数及它们各自的特点。一共有三个实验水箱，本次试验只使用中下两个水箱，上水箱暂不使用。上水箱位于框架右上方，模拟一个工业上常见的卧室圆罐，水平方向的截面积在各个高度不同，中间最大，两端最小，是非线性的，中水箱是一个结构复杂的容器，提供变容结构以及水平多容结构，下水箱可以更换不同形状的出口闸板，从而改变系统特性，还可以放入一个斜体，从而模拟倒锥形工业容器。流体是从哪里来，又流到哪里去，是如何流动的？水从装置最下方的大储水箱来，通过管道和电磁阀流到中下水箱，最后回到大储水箱中。水箱的水位高度及变化受到哪些因素的影响？水箱的水位高度及变化受管道流量、阀门压差，水箱隔板开度、水箱入口管道阀开度等因素的影响。液位的测量原理，液位高度是如何变成电流信号的？根据实验装置图可知，中下水箱的液位高度分别通过LT102、LT103液位变送器，将中下水箱的液位转化为电流信号。液位信号在哪与设定值比较，偏差在哪里运算、如何运算？其结果如何影响到液位，使其回复到希望的高度？通过检测变送仪表（LT103/LT102）得到测量值传送给控制器；控制器接受液位测量变送器的信号，与设定值比较得到偏差，进行PID运算输出控制信号；电磁控制阀接受控制器的控制信号，按其大小改变阀门开度，调整给水量，从而控制液位到给定液位高度。在上述过程中，我们如何观察到系统的运行过程，如何与控制系统进行对话？通过观察两个水箱的液位以及在组态王软件上观察PV2（中水箱）水位数值变化、中下水位曲线图变化，以及控制柜仪表显示数值的变化来观察系统运行过程；通过改变