水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)

1、-長(zhǎng)沙學(xué)院 CHANGSHAUNIVERSITY專業(yè)訓(xùn)練與創(chuàng)新實(shí)習(xí)報(bào)告 過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)習(xí)系部：電子信息與電氣工程系專業(yè)年級(jí)班級(jí)：11 電氣 3 班學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號(hào)：指 導(dǎo) 教 師 ： 成 績(jī) 評(píng) 定： 指導(dǎo)教師填寫(xiě)2021年 11 月實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)一 單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)二 單容液位定值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)三 水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一 單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的構(gòu)造組成與原理。2掌握單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定方法。3研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的影響。4研究P、PI、PD和PID四種控制分別對(duì)流量系統(tǒng)的控制作用。5掌握同一控制系統(tǒng)采用

2、不同控制方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)對(duì)象及控制屏、各類電路掛件、計(jì)算機(jī)一臺(tái)、萬(wàn)用表一個(gè)、導(dǎo)線假設(shè)干；三、實(shí)驗(yàn)原理圖4-1 單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)(a)構(gòu)造圖 (b)方框圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)造圖和方框圖如圖4-1所示。被控量為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路也可采用變頻器支路的流量，實(shí)驗(yàn)要求電動(dòng)閥支路流量穩(wěn)定至給定值。將渦輪流量計(jì)FT1檢測(cè)到的流量信號(hào)作為反應(yīng)信號(hào)，并與給定量比擬，其差值通過(guò)調(diào)節(jié)器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以到達(dá)控制管道流量的目的。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無(wú)靜差控制，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)為PI控制，并且在實(shí)驗(yàn)中PI參數(shù)設(shè)置要比擬大。四、實(shí)驗(yàn)容圖4-2 智能儀表控制單閉環(huán)流量定值控制實(shí)驗(yàn)接線圖本

3、實(shí)驗(yàn)選擇電動(dòng)閥支路流量作為被控對(duì)象。實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門(mén)F1-1、F1-2、F1-8、F1-11全開(kāi)，其余閥門(mén)均關(guān)閉。將“FT1電動(dòng)閥支路流量鈕子開(kāi)關(guān)撥到“ON的位置。具體實(shí)驗(yàn)容與步驟可根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的與原理參照前面的單閉環(huán)定值控制中相應(yīng)方案進(jìn)展，下面只給出實(shí)驗(yàn)的接線圖。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖4-3 單閉環(huán)流量定值控制曲線圖六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)單閉環(huán)流量定值控制的數(shù)據(jù)曲線中，流量設(shè)定值SV=10.0r/min，比例系數(shù)P=60，積分時(shí)間I=20，先是等幅振蕩，外加一個(gè)干擾信號(hào)，數(shù)據(jù)曲線經(jīng)過(guò)智能調(diào)節(jié)儀的調(diào)節(jié)后，漸漸接近穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)二 單容液位定值控制系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解單容液位定值控制系

4、統(tǒng)的構(gòu)造與組成。2了解P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分別對(duì)液位控制的作用。3掌握同一控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)對(duì)象及控制屏、各類電路掛件、計(jì)算機(jī)一臺(tái)、萬(wàn)用表一個(gè)、導(dǎo)線假設(shè)干；三、實(shí)驗(yàn)原理圖2-1 中水箱單容液位定值控制系統(tǒng)(a)構(gòu)造圖 (b)方框圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)造圖和方框圖如圖2-1所示。被控量為中水箱也可采用上水箱或下水箱的液位高度，實(shí)驗(yàn)要求中水箱的液位穩(wěn)定在給定值。將壓力傳感器LT2檢測(cè)到的中水箱液位信號(hào)作為反應(yīng)信號(hào)，在與給定量比擬后的差值通過(guò)調(diào)節(jié)器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以到達(dá)控制中水箱液位的目的。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無(wú)靜差控制，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)

5、為PI或PID控制。四、實(shí)驗(yàn)容本實(shí)驗(yàn)選擇中水箱作為被控對(duì)象。實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門(mén)F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全開(kāi)，將中水箱出水閥門(mén)F1-10開(kāi)至適當(dāng)開(kāi)度，其余閥門(mén)均關(guān)閉。圖2-2 智能儀表控制單容液位定值控制實(shí)驗(yàn)接線圖五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖2-3 單容液位定值控制曲線圖六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)在圖2-3中的數(shù)據(jù)曲線可以看出，水箱設(shè)定值SV=8，給予適量的PI調(diào)節(jié)，水箱實(shí)際水量在上下振蕩后趨于穩(wěn)定，接近設(shè)定初值，最后測(cè)量值PV=8.0，成功完成單容液位定值控制的特性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)三 水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)組成原理。2掌握水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)

6、調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定與投運(yùn)方法。3了解階躍擾動(dòng)分別作用于副對(duì)象和主對(duì)象時(shí)對(duì)系統(tǒng)主控制量的影響。4掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)對(duì)象及控制屏、各類電路掛件、計(jì)算機(jī)一臺(tái)、萬(wàn)用表一個(gè)、導(dǎo)線假設(shè)干；三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)為水箱液位的串級(jí)控制系統(tǒng)，它是由主控、副控兩個(gè)回路組成。主控回路中的調(diào)節(jié)器稱主調(diào)節(jié)器，控制對(duì)象為下水箱，下水箱的液位為系統(tǒng)的主控制量。副控回路中的調(diào)節(jié)器稱副調(diào)節(jié)器，控制對(duì)象為中水箱，又稱副對(duì)象，中水箱的液位為系統(tǒng)的副控制量。主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定，因而副控回路是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。副調(diào)節(jié)器的的輸出直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而到達(dá)控制下水箱液位的目的。為了實(shí)

7、現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無(wú)靜差控制，系統(tǒng)的主調(diào)節(jié)器應(yīng)為PI或PID控制。由于副控回路的輸出要求能快速、準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)主調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的變化規(guī)律，對(duì)副參數(shù)的動(dòng)態(tài)性能和余差無(wú)特殊的要求，因而副調(diào)節(jié)器可采用P調(diào)節(jié)器。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)造圖和方框圖如圖5-1所示。圖5-1 水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)(a)構(gòu)造圖 (b)方框圖四、實(shí)驗(yàn)容本實(shí)驗(yàn)選擇中水箱和下水箱串聯(lián)作為被控對(duì)象也可選擇上水箱和中水箱。實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門(mén)F1-1、F1-2、F1-7全開(kāi)，將中水箱出水閥門(mén)F1-10、下水箱出水閥門(mén)F1-11開(kāi)至適當(dāng)開(kāi)度要求閥F1-10稍大于閥F1-11，其余閥門(mén)均關(guān)閉。圖5-2 智能儀表控制水

8、箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)接線圖五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖5-3 水箱液位串級(jí)控制數(shù)據(jù)曲線圖六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)調(diào)節(jié)儀1：P=20，I=60，D=0，CF=0，ADDR=1，Sn=33, CTRL=1,SV=8CM調(diào)節(jié)儀2：P=50，I=20， D=0，CF=8，ADDR=2, Sn=32, CTRL=1上水箱閥門(mén)開(kāi)度80-90%，中水箱閥門(mén)開(kāi)度50%；主控參數(shù)調(diào)整，設(shè)定值SV=9.0，比例系數(shù)P=3.7，積分時(shí)間I=42.0，微分時(shí)間D=10.0，由上圖可以看出，中水箱液位在調(diào)節(jié)儀的調(diào)節(jié)下終將趨于穩(wěn)定，測(cè)量值PV=9.0，到達(dá)最正確的穩(wěn)定狀態(tài)。七、自我總結(jié)這次實(shí)驗(yàn)是一個(gè)電氣控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)應(yīng)具有提高工效、促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率和減輕勞動(dòng)力作用，為前沿的產(chǎn)品應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備更新時(shí)的需要提供必備條件，可以廣泛應(yīng)用很多部門(mén)。通過(guò)這次的實(shí)習(xí)，我對(duì)自己的專業(yè)有了更為詳盡而深刻的了解，也是對(duì)這幾年大學(xué)里所學(xué)知識(shí)的穩(wěn)固與運(yùn)用。從這次實(shí)習(xí)中，我體會(huì)到了實(shí)際的工作與書(shū)本上的知識(shí)是有一定距離的，并且需要進(jìn)一步的再學(xué)習(xí)。在這次會(huì)計(jì)實(shí)習(xí)中，我可謂受益非淺。僅僅的一周實(shí)習(xí)，我將受益終生。通過(guò)此次實(shí)習(xí)，不僅培養(yǎng)了我的實(shí)際動(dòng)手能