双容水箱液位定值控制系统实验报告

精品文档

XXXX大学

电子信息工程学院

专业硕士学位研究生综合实验报告

实验名称：双容水箱液位定值控制系统_ 专业: 控制工程

姓名: XXX

学号: XXXXXX

指导教师：XXX

完成时间：XXXXX

实验名称：双容水箱液位定值控制系统

实验目的:

1 •通过实验进一步了解双容水箱液位的特性。

2 •掌握双容水箱液位控制系统调节器参数的整定与投运方法。

3 •研究调节器相关参数的改变对系统动态性能的影响。

4 .研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位系统的控制作用。

5 .掌握双容液位定值控制系统采用不同控制方案的实现过程。

实验仪器设备：

1. 实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台（DCS需两台计算机）、万用表一个；

2. SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根；

3. SA-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个；

4. SA-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个，网线四根；

5. SA-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线；

6. SA-42挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根。

实验原理:

本实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控制量。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节器控制电动调节阀的开度，以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，系统的调节器应为PI或PID控制。调节器的参数整定可采用本

章第一节所述任意一种整定方法。本实验系统结构图和方框图如图所示。

屯动阀下水前

方案设计及参数计算：

单回路控制系统方框图的一般形式，它是由被控对象、执行器、调节器和测量变送器组成一个单闭环控制系统。系统的给定量是某一定值，要求系统的被控制量稳定至给定量。

单回路控制系统方框图

调节器参数的整定方法

（二）临界比例度法

根据临界比例度S k和振荡周期T s,按下表所列的经验算式，求取调节器的参

考参数值，这种整定方法是以得到: 衰减为目标。

（三）衰减曲线法（阻尼振荡法）

理想比例度为4: 1衰减比例度，用S s表示之。相邻两波峰间的距离称为4:

1衰减周期T s。根据S s和T s,运用下表所示的经验公式，就可计算出调节器预整定的参数值。

对象特性的阶跃响应曲线测试法测得系统的动态特性参数（K T、T等），禾U用

实验内容及操作步骤：

本实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）

。

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。

1.将挂件SA-22远程数据采集模拟量输出模块、SA-23远程数据采集模拟量输入模块挂到屏上，并将挂件上的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上，将控制屏右侧

RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2,并按照本章第一节的控制屏接线图2-5连接实验系统。将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON 的位置。

2 •接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给智能采集模块

及压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相I空气开关，给电动调节阀上电。

3•打开上位机MCG组态环境，打开“远程数据采集系统”工程，然后进入

MCGS^行环境，在主菜单中点击“实验二、双容自衡水箱对象特性测试” ，进入实验二的监控界面。

实验数据及结果:

通过系统响应曲线可以看出，当设定值为10时，系统的响应有明显的时滞过程, 并且有较大的超调现象，但系统最终稳定，整体图像比较理想。

通过

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