双容水箱液位定值控制系统实验报告.doc

XXX大学
电子信息工程学院
专业硕士学位研究生综合实验报告
实验名称:双容水箱液位定值控制系统
专业:控制工程
姓名: XXX
学号:XXXXXX
指导教师: XXX
完成时间:XXXXX
实验名称:双容水箱液位定值控制系统
实验目的:
。
。
。
、PI、PD和PID四种调节器分别对液位系统的控制作用。
。
实验仪器设备:
、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台(DCS需两台计算机)、万用表一个;
-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根;
-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个;
-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个,网线四根;
-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线;
-42挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根。
实验原理:
本实验以中水箱与下水箱串联作为被控对象,下水箱的液位高度为系统的被控制量。要求下水箱液位稳定至给定量,将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制下水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的调节器应为PI或PID控制。调节器的参数整定可采用本章第一节所述任意一种整定方法。本实验系统结构图和方框图如图所示。
方案设计及参数计算:
单回路控制系统方框图的一般形式,它是由被控对象、执行器、调节器和测量变送器组成一个单闭环控制系统。系统的给定量是某一定值,要求系统的被控制量稳定至给定量。
单回路控制系统方框图
调节器参数的整定方法
(一)经验法
系统
参数
δ(%)
TI(min)
TD(min)
温度
20~60
3~10
~3
流量
40~100
~1
压力
30~70
~3
液位
20~80
临界比例度法
根据临界比例度δk和振荡周期TS,按下表所列的经验算式,求取调节器的参考参数值,这种整定方法是以得到4:1衰减为目标。
调节器参数
调节器名称
δ
TI(S)
TD(S)
P
2δk
PI

TS/
PID



衰减曲线法(阻尼振荡法)
理想比例度为4:1衰减比例度,用δS表示之。相邻两波峰间的距离称为4:1衰减周期TS。根据δS和TS,运用下表所示的经验公式,就可计算出调节器预整定的参数值。
调节器参数
调节器名称
δ(%)
TI(min)
TD(min)
P
δS
PI


PID


TS
(四)动态特性参数法
对象特性的阶跃响应曲线测试法测得系统的动态特性参数(K、T、τ等),利用
下表所示的经验公式,就可计算出对应于衰减率为4:1时调节器