过程控制工程实验报告模板.docx

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1、成绩过程控制工程实验报告班级：姓名：学号：指导老师：实验日期：目录实验一上水箱特性测试（计算机控制）实验2实验二压力单闭环控制系统的设计与实验7实验三上水箱液位和流量串级系统（计算机控制）9实验四流量比值控制系统（计算机控制）12实验一上水箱特性测试（计算机控制）实验一、实验目的通过实验掌握对象特性的曲线的测量的方法，测量时应注意的问题，对象模型参数的求取方法。二、实验项目1 .认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。2 .测试上水箱的对象特性。三、实验设备与仪器1 .水泵I2 .变频器3 .压力变送器4 .主回路调节阀5 .上水箱液位变送器6 .上水箱7 .牛顿模块（输入和输出）四、实验原

2、理1 .实验系统的流程图和方框图见图2-1-a和图2-1-b,图2-a上水箱特性测试（计算机控制）流程2 ）一阶对象K一一广义对象放大倍数（求法见1）TO广义对象时间常数（为阶跃响应变化到新稳态值的63.2%所需要的时间）T广义对象时滞时间（即响应的纯滞后，直接从图测量出）五、注意事项1 .测量前要使系统处于平衡状态下，反应曲线的初始点应是输入信号的开始作阶跃信号的瞬间，这一段时间必须在记录纸上标出，以便推算出纯滞后时间。测量与记录工作必须2 .所加扰动应是额定值的10%左右。六、实验说明及操作步骤1 .了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中

3、正确、熟练地操作仪表读取数据。熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。2 .将上水箱特性测试（计算机控制）所用实验设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。3 .确认接线无误后，接通电源。4 .运行组态王，在工程管理器中启动“上水箱液位测试实验”，点击快验选择I按钮,选择一阶液位对象。5 .|手动/自动静按钮切换到手动,点击IPID设定I按钮设定系统的输入信号值,点击I实时曲线按钮观察输出曲线。6 .在IPID设定I中,点击ETG设定一数值使系统液位处于某一平衡位置（设定的数值过大会影响系统稳定所需的时间）。7

4、 .改变U（k）输出，给系统输入幅值适宜的正向阶跃信号（阶跃信号在5%-15%之间），使系统的输出信号产生变化,上水箱液位将上升到较高的位置逐渐进入稳态。8 .点击I历史曲线I按钮,观察计算机中上水箱液位的正向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。9 .改变u（k）输出，给系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，使系统的输出信号产生在丝箱液将下降至较低的位置逐渐进入稳态。10 .点击I历史曲阙按钮,观察计算机中上水箱液经的反向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。七、实验报告实验二压力单闭环控制系统的设计与实验一、实验目的1、熟悉单闭环控制系统的特点、组成及工作原理。2、熟悉控制器PID参数

5、对过渡过程的影响。3、掌握单闭环控制系统的设计及控制器参数整定方法。4、培养学生对检测系统的综合应用能力。5、通过理论联系实际，加强对学生实践动手能力和开发创新能力的培养。二、实验任务根据实验室现有设备，设计一压力单闭环控制系统以满足储镰压力控制要求，并自选一种控制器参数整定方法对其进行参数工程整定。三、实验设备与仪器1 .水泵I2 .压力变送器3 .变频器4 .牛顿模块（输入、输出）5 .上水箱液位变送器6 .流量计7 .调节阀实验三上水箱液位和流量串级系统（计算机控制）一、实验目的1 .通过实验掌握串级控制系统的基本概念，掌握串级控制系统的组成结构，即主被控参数、副被控参数、主调节器、副调

6、节器、主回路、副回路。2 .通过实验掌握串级控制系统的特点、串级控制系统的设计，掌握串级控制主、副控制回路的选择。掌握串级控制系统参数整定方法，并将串级控制系统参数投运到实验中。二、实验项目1 .掌握串级控制系统的组成及特点并连线构成一个液位-流量串级控制系统。2 .将上述串级控制系统投入自动。3 .对该系统进行调节器参数整定，使系统的阶跃响应出现4：1衰减比。三、实验设备与仪器1 .水泵【2 .压力变送器3 .变频器4 .牛顿模块（输入、输出）5 .上水箱液位变送器6 .流量计7 .调节阀四、实验原理1.上水箱液位和流量串级控制系统的控制流程图和系统框图见图5-1-a和图5-1-bo图5-1

7、-b上水箱液位和流量串级控制系统框图（计算机控制）五、注意事项1 .加干扰应在系统稳定的前提下进行。2 .组态王软件中，下标为1的是副回路参数，下标为2的是主回路参数。六、实验说明及操作步骤1.打开计算机组态王软件的工程管理器，选中“串级实验”，点击运行，进入串级实验界面。2.点击“自动/手动”按钮，使系统在自动状态，点击“PID设定按钮”，调出P1D设定界面。3 .投入参数，观察液位和流量的曲线，调整参数观察计算机控制的效果。待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位的变化曲线。4 .再等系统稳定后，给系统下水箱加干扰信号，观察下水箱液位变化的曲线。七、实验报告实验四流量比值控制系统（计算机

8、控制）一、实验目的1 .通过实验加深了解比值控制系统的基本概念、比值控制系统的结构组成。2 .掌握比值系数的计算，掌握比值控制系统的参数整定。二、实验项目1 .掌握比值控制系统的组成及特点并连线构成一个比值控制系统。2 .将上述串级控制系统投入自动。3 .对该系统进行调节器参数整定。三、实验设备与仪器1 .水泵I2 .压力变送器3 .变频器4 .主回路调节阀、主回路流量计5 .副回路调节阀、副回路流量计6 .比例器7 .牛顿模块（输入、输出）8 .上水箱、中水箱四、实验原理1 .流量比值控制系统的控制流程图和系统框图见图6-1-a和图6-1-b。（时，变送器对应的输J：t信号12则进入调节器时

9、，可得：1.本实验需要设置的参数如下:KP=3（参考值）（比例增益）Ti=18（参考值）（积分时间秒）Td=O（参考值）（微分时间秒）Sp（计算机控制给定值）U(k)（计算机输出值）PV（主流量检测值）PV2（副流量检测值）Kc（比值系数）2 .本实验需要恒压供水。六、实验说明及操作步骤1 .根据实验系统流程图，将流量比值实验所用设备，按系统框图连接。2 .接通总电源和各仪表电源。3 .调出计算机控制的流量比值实验界面。将“手动/自动”按钮转换到自动状态，点击“PID设定”按钮，调出PID参数设定界面。选取适当的P1D参数投入运行。4 .调节KC,改变流量的比值。5 .系统的参数整定，调节器的参数整定可按单回路或串级控制系统的整定方法进行。6 .系统稳定后，改变主回路中流量的大小，观察副回路流量的变化。7 .观察计算机上历史曲线的变化。记录并处理历史曲线。8 .改变比例器的比例系数，观察流量的变化。七、实验报告