实验二 双容水箱液位定值控制系统

册能工赛配实验报告实验项目名称：（所属课程：）学 院：专业班级：姓 名：学 号：实验日期：实验地点：合作者：指导教师本实验项目成绩：教师签字：日期：一、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。二、实验条件THSA-1 型过控综合自动化控制系统实验平台。三、实验原理四、实验内容与要求 本实验选择中水箱液位作为被控参数，上水箱流入量为控制参数。实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门Fl-1、Fl-2、F1-7和F1-11全开，将中水箱出水阀F1-10第 1页 共4页实验报告开至适当开度（50%左右，上水箱出水阀开到 70%左右），其余阀门均关闭。按以下步骤进行实验。1.根据系统组成方框图接线，如图 2-5 所示。2接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下 启动按钮，合上单相 1、单相对性空气开关，给智能仪表及电动调节阀上电。3. 打开上位机“组态王”组态环境，打开“智能仪表控制系统”工程，然后进入组态王运行环境，在主菜单中点击“实验四、双容液位定值控制系统”，进入实验四的监控界面。4. 在上位机监控界面中点击“启动仪表”，将智能仪表设置为“手动”，并将设定值 和输出值设置为一个合适的值，此操作可通过调节仪表实现。值得注意的是手自动切换 的时间为：当中水箱液位基本稳定不变（一般约为35cm）且下水箱的液位趋于给定 值时切换为最佳。5. 合上三相电源空气开关，磁力驱动泵上电打水，适当增加/减少智能仪表的输出量， 使中水箱的液位平衡于设定值。6. 按经验法或动态特性参数法整定调节器参数，选择 PI 控制规律，并按整定后的PI 参数进行调节器参数设置。单相电源输岀Man图 2-5 智能仪表控制单容液位定值控制实验接线图|OUTPVS 口口 口口9+妙220V输入20mA/ 输出ijHxSfe实验报告7. 待液位稳定于给定值后，将调节器切换到“自动控制状态。待液位平衡后，通过 突增（突减）仪表设定值的大小，使其有一个正（或负）的阶跃增量的变化。（1）突增（或突减）仪表设定值的大小，使其有一个正 （或负）阶跃增量的变化 （此法推 荐，后面三种仅供参考）。（2）将电动调节阀的旁路阀F13或F1. 4（同电磁阀）开至适当开度。（3）将下水箱进水阀 F1-8 开至适当开度 （改变负载）。（4）接上变频器电源，并将变频器输出接至磁力泵，然后打开阀门F21、F2-4，用 变频器支路以较小频率给中水箱打水。以上几种干扰均要求扰动量为控制量的5%15% （可以稍大一些），干扰过大可能 造成水箱中水溢出或系统不稳定。加入干扰后，水箱的液位便离开原平衡状态，经过一 段调节时间后，水箱液位稳定至新的设定值（采用后面三种干扰方法仍稳定在原设定值）， 记录此时的智能仪表的设定值、输出值和仪表参数，液位的响应过程曲线将如图2-6 所 示。8. 分别适量改变调节器的P和I参数，重复步骤6,用计算机记录不同参数时系统 的阶跃响应曲线。9. 分别用 P、 PD、 PID 三种控制规律重复步骤 57，用计算机记录不同控制规律下 系统的阶跃响应曲线。见表 2.2。ijHxSfe实验报告表 2.2 进行参数整定，确定调节器的相关参数调节器采用 AI808。设定值：Sv=10cm比例度：P=-10-30（参考值）积分时间：TI=1030（参考值）微分时间：TD=O（参考值）输入规格：Sn=33（15v电压输入）系统功能选择：CF=0（反作用调节、内给定等）控制方式：Ctrl=l （采用A1人工智能调节/ PID调节） 小数点位置：Dip=l（小数点在十位）输入上限显示： dIH=50输入下限显示： dIL=0输出方式： OPl=4（4-20mA 线性电流输出）参数修改级别：Loc=808（Loc设置为808时，可设置全部参数） 具体请详细阅读调节器使用手册。注：若采用自整定则将 Ctrl=2。中水箱出水阀开度 70。