雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)

1、第四節(jié) 雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)一、實(shí)驗?zāi)康?1通過實(shí)驗，進(jìn)一步了解雙容對象的特性。 2掌握調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定與投運(yùn)方法。 3研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的改變對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。 二、實(shí)驗設(shè)備 1THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)裝置。 2計算機(jī)、上位機(jī)MCGS組態(tài)軟件、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根 3萬用表一只 三、實(shí)驗原理 圖3-1 雙容液位定值控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖3-2 雙容液位定值控制系統(tǒng)方框圖本實(shí)驗系統(tǒng)以中水箱與下水箱為被控對象，下水箱的液位高度為系統(tǒng)的被控制量?；谙到y(tǒng)的給定量是一定值，要求被控制量在穩(wěn)態(tài)時等于給定量所要求的值，所以調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律為PI或PID。本系統(tǒng)的執(zhí)行元件既可采用

2、電動調(diào)節(jié)閥，也可用變頻調(diào)速磁力泵。如果采用電動調(diào)節(jié)閥作執(zhí)行元件，則變頻調(diào)速磁力泵支路中的手控閥F2-4或F2-5打開時可分別作為中水箱或下水箱的擾動。圖3-1為實(shí)驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖3-2為控制系統(tǒng)的方框圖。四、實(shí)驗內(nèi)容與步驟本實(shí)驗選擇中水箱和下水箱串聯(lián)作為雙容對象（也可選擇上水箱和中水箱）。實(shí)驗之前先將儲水箱中貯足水量，然后將閥門F1-1、F1-7全開，將中水箱出水閥門F1-10、下水箱出水閥門F1-11開至適當(dāng)開度（要求閥F1-10稍大于閥F1-11），其余閥門均關(guān)閉。然后接通控制系統(tǒng)電源，打開用作上位監(jiān)控的的PC機(jī)，進(jìn)入實(shí)驗界面的操作和打開實(shí)驗主界面的操作過程與本實(shí)驗指導(dǎo)書第二章第一節(jié)中所

3、描述的相同。在實(shí)驗主界面中選擇本實(shí)驗項即“串接雙容水箱液位PID整定實(shí)驗”，系統(tǒng)進(jìn)入正常的測試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實(shí)驗界面如圖3-3所示。圖3-3 實(shí)驗界面實(shí)驗步驟與上個實(shí)驗“第三節(jié)上水箱液位定值控制系統(tǒng)”相同，在此只列出實(shí)驗數(shù)據(jù)。P=3P=8P=3 I=50000無調(diào)節(jié)時間P=8 I=P=3 D=5000無超調(diào)、調(diào)節(jié)、上升，只算峰值時間P=8 D=10000無調(diào)節(jié)時間P=6 I= D=10000分析內(nèi)容與上個實(shí)驗“上水箱液位定值控制系統(tǒng)”內(nèi)容一致。五、思考題1. 為什么本實(shí)驗較上水箱液位定值控制系統(tǒng)更容易引起振蕩？如果達(dá)到同樣的動態(tài)性能指標(biāo)，為什么本實(shí)驗中調(diào)節(jié)器的比例度和積分時間常數(shù)均要比前兩個實(shí)驗大？答：由于在本實(shí)驗中的比例系數(shù)相對較大，過程相應(yīng)時間相對較長，更加容易引起振蕩。要達(dá)到同樣的動態(tài)性能指標(biāo)，調(diào)節(jié)器的比例度應(yīng)該調(diào)節(jié)的相對較大，積分時間常數(shù)調(diào)高。2. 你能說出下水箱的時間常數(shù)比中水箱時間常數(shù)大的原因嗎？答：采用上中水箱做實(shí)驗，它的響應(yīng)曲線要比中下水箱變化快。原因：因為中水箱的截面積比下水箱的要小，上升相同的液位高度，下水箱要更長時間。3. 為什么雙容液位控制系統(tǒng)比單容液位控制系統(tǒng)難于