實(shí)驗(yàn)一網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)構(gòu)成投運(yùn)1

1、自動(dòng)化093戴鵬0902100637實(shí)驗(yàn)一網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成及投運(yùn)和系統(tǒng)控制質(zhì)量的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識(shí)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造，掌握遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)成、信息傳輸方式、數(shù)據(jù)的收集和系統(tǒng)的控制。2、熟習(xí)單回路反應(yīng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理。3、掌握單回路控制系統(tǒng)的投運(yùn)及PID參數(shù)整定的方法，定性地研究P、PI和PID控制器的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)施1、A3000FS現(xiàn)場(chǎng)總線型過(guò)程控制現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)4套2、A3000CS上位控制系統(tǒng)4套三、實(shí)驗(yàn)要求1、熟習(xí)A3000高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置包含A3000-FS和A3000-CS兩部分），認(rèn)識(shí)其工藝流程，掌握各樣傳感器、變送器、控制器、履行器及計(jì)

2、算機(jī)控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等的功能和應(yīng)用。2、控制A3000實(shí)驗(yàn)裝置上某個(gè)水箱液位，建立一個(gè)雙容液位遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)。要求所構(gòu)建的控制系統(tǒng)控制性能指標(biāo)采納單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定）：過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts=50100=0。3、確立控制方案，選擇控制系統(tǒng)，并畫(huà)出系統(tǒng)原理方框圖、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造圖和系統(tǒng)接線圖。系統(tǒng)：DDC控制系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)或FCS控制系統(tǒng)；控制器：智能儀表、PLC控制器、PC機(jī)、變頻器和虛假儀器等；履行器：調(diào)理閥、變頻器。4、任采納一種組態(tài)軟件如：力控、組態(tài)王、MCGS或LabVIEW等），依據(jù)已確立的控制方案進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)、控制組態(tài)與顯示組態(tài)?？刂葡到y(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)要求：顯示有關(guān)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖和變量趨

3、向圖；擁有基本的操作控件能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)定值及P、I、D參數(shù)的設(shè)置，自動(dòng)和手動(dòng)操作等）。5、控制系統(tǒng)的構(gòu)成、投運(yùn)及參數(shù)整定應(yīng)與項(xiàng)目實(shí)質(zhì)相符合。四、實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容。經(jīng)過(guò)增添比率系數(shù)戰(zhàn)勝擾動(dòng)，但比率系數(shù)的加大會(huì)使調(diào)理速度加速，曲線變陡，造成調(diào)理閥動(dòng)作幅度的加大，惹起被調(diào)量的往返顛簸。由于在調(diào)理參數(shù)中加大了積分的作用，降低了系統(tǒng)的堅(jiān)固程度，使得超調(diào)量加大，但對(duì)除去余差有較好見(jiàn)效。在計(jì)算機(jī)中改變PID參數(shù)后，調(diào)理閥不可以很快動(dòng)作，特別是在降落到湊近階躍輸入設(shè)定值時(shí)，調(diào)理閥輸出值減少過(guò)慢，使液位超出設(shè)定值后仍在降落會(huì)造成超調(diào)增大。且調(diào)理閥自己存在死區(qū)，使得調(diào)理時(shí)間加長(zhǎng)，系統(tǒng)不易堅(jiān)固。但是經(jīng)過(guò)PID參數(shù)整定，

4、使系統(tǒng)獲取較滿(mǎn)意的曲線圖，最后可從曲線圖中看出，系統(tǒng)的檢測(cè)值與設(shè)定值一致，基本偏差。達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求的性能指標(biāo)。五、思慮問(wèn)題1、分析積重量I與被控系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間有什么關(guān)系。假如減少系統(tǒng)被控對(duì)象的容積，那么對(duì)控制系統(tǒng)的I是應(yīng)當(dāng)增大仍是減少？答：積分作用越強(qiáng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間越快；反之，積分作用越弱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。當(dāng)減少系統(tǒng)被控對(duì)象的積容時(shí)，控制系統(tǒng)的積分作用應(yīng)當(dāng)減少。2、單容液位控制系統(tǒng)的被控對(duì)象時(shí)間常數(shù)TP和KP的大小取決于什么？答：確立比率增益P時(shí)，第一去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，使PID為純比率調(diào)理。輸入設(shè)定為系統(tǒng)贊成的最大值的60%70%，由0漸漸加大比率增益，直至出現(xiàn)震蕩；在反過(guò)來(lái)，此后時(shí)的

5、P漸漸減小，直至系統(tǒng)震蕩消逝，記錄此時(shí)的P，設(shè)定此PID的比率增益為目前PID的60%70%。此時(shí)P調(diào)試達(dá)成。3、DDC、DCS和FCS控制系統(tǒng)的構(gòu)造有何不一樣樣？答：1）、DCS包含過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)。過(guò)程級(jí)主要由過(guò)程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表構(gòu)成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)行部分。操作級(jí)包含：操作員站和項(xiàng)目師站，達(dá)成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級(jí)主假如指工廠管理信息系統(tǒng)MIS系統(tǒng)）2）、目前DDC控制系統(tǒng)常采納的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造有兩種，即Bus總線構(gòu)造和環(huán)流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此中Bus總線構(gòu)造是全部DDC控制器均經(jīng)過(guò)一條Bus總線與集中控制電腦相連，關(guān)于環(huán)流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，它是利用兩根總線形成一個(gè)環(huán)路，每一個(gè)環(huán)路可

6、帶數(shù)個(gè)DDC控制器，多個(gè)環(huán)路之間經(jīng)過(guò)環(huán)路接口相聯(lián)，所以這類(lèi)系統(tǒng)最大長(zhǎng)處就是擴(kuò)大能力較強(qiáng)。3）、FCS采納雙絞線、光纜或無(wú)線電方式傳輸數(shù)字信號(hào)，減少大批導(dǎo)線，提升了靠譜性和抗攪亂能力。FCS從傳感器、變送器到調(diào)理器向來(lái)是數(shù)字信號(hào)，4、依據(jù)曲線，分析P，PI，PID控制大概擁有哪些趨向特點(diǎn)。答：P控制輸出的變化與輸入控制器的偏差成比率關(guān)系，偏差越大輸出越大。PI控制的比率控制作用快速實(shí)時(shí)，積分控制作用除去余差，使曲線快速達(dá)到設(shè)定值，并能除去系統(tǒng)的偏差。PID控制的偏差階躍出現(xiàn)時(shí)，微分立刻大幅度動(dòng)作，控制偏差的這類(lèi)躍變；比率也同時(shí)起除去偏差的作用，使偏差幅度減小，由于比率作用是長(zhǎng)久和起主要作用的控制

7、規(guī)律，因此可使系統(tǒng)比較堅(jiān)固；而積分作用慢慢把余差戰(zhàn)勝掉。使系統(tǒng)快速達(dá)到堅(jiān)固。5、依據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析P、I、D參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)的影響。答:1）、比率環(huán)節(jié)用于加速系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提升系統(tǒng)的調(diào)理精度。越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)理精度越高，但易產(chǎn)生超調(diào)，甚至?xí)率瓜到y(tǒng)不堅(jiān)固。取值過(guò)小，則會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度遲緩，進(jìn)而延伸調(diào)理時(shí)間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)向特點(diǎn)變壞。2）、積分環(huán)節(jié)主要用來(lái)除去系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差。越小，系統(tǒng)的靜態(tài)偏差除去越快，但過(guò)小，在響應(yīng)過(guò)程的早期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，進(jìn)而惹起響應(yīng)過(guò)程的較大超調(diào)。若過(guò)大，將使系統(tǒng)靜態(tài)偏差難以除去，影響系統(tǒng)的調(diào)理精度。3）、微分環(huán)節(jié)能改良系統(tǒng)的動(dòng)向特點(diǎn)，其作用主假如在響應(yīng)過(guò)程中控制偏差向任何方向的變化，對(duì)偏差變化進(jìn)行提早預(yù)告。但過(guò)大，會(huì)使響應(yīng)過(guò)程提早制動(dòng)，進(jìn)而延伸調(diào)理時(shí)間，并且會(huì)降低系統(tǒng)的抗攪亂性能。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：經(jīng)過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)識(shí)了水箱液位控制系統(tǒng)的構(gòu)造以及其工作原理。