實(shí)驗(yàn)一 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：依據(jù)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室：A3000過(guò)程控制裝置進(jìn)行液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。包括：1、了解A3000過(guò)程控制裝置，構(gòu)成簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)如液位控制系統(tǒng)（畫(huà)出 控制流程圖，方框圖）。掌握工藝流程，思考如何運(yùn)行到工藝穩(wěn)定點(diǎn)？2、采用階躍反應(yīng)曲線法進(jìn)行液位對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試、獲得動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型， 據(jù)此獲得PID控制器參數(shù)值的初始值。3、MATLAB仿真：PID控制器+動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，仿真測(cè)試PID控制器參 數(shù)值，獲得PID控制器最佳參數(shù)值4、液位控制系統(tǒng)的投運(yùn)、參數(shù)整定5、參數(shù)整定結(jié)果的對(duì)比分析6、液位控制系統(tǒng)的抗干擾實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的復(fù)習(xí) 進(jìn)行分組：三大組，3小組/大組。6人

2、/小組每小組人員，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟、內(nèi)容的設(shè)計(jì)，交電 子版的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)一簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)和組成，掌握實(shí)驗(yàn)裝置的基本操作。2、獲得單容水箱液位數(shù)學(xué)模型3、液位定值控制的仿真實(shí)現(xiàn)4、通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉單回路反饋控制系統(tǒng)的組成和工作原理。5、掌握液位控制系統(tǒng)的投運(yùn)、參數(shù)整定的方法6、分析分別用P、PI和PID調(diào)節(jié)時(shí)的過(guò)程圖形曲線。7、定性地研究P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。JV101二、實(shí)驗(yàn)裝置介紹1、現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)組成A3000現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)（A3000-FS和A3000-FBS）包括三水箱，一個(gè)鍋爐，一個(gè) 強(qiáng)制換熱器，兩個(gè)水泵，兩個(gè)流量計(jì)，一個(gè)電

3、動(dòng)調(diào)節(jié)閥。其他還包括加熱 管，大水箱。電磁閥XV102AAAAA-0換器熱 八、 lr滯后管JV207JV502滯后管2-控制系統(tǒng)組成A3000控制系統(tǒng)（A3000-CS）包括了傳感器執(zhí)行器I/O連接 板、三個(gè)可換的子控制系統(tǒng)板，第三方控制系統(tǒng)接口板。整個(gè)部分設(shè)計(jì)在一個(gè)工業(yè)機(jī)柜中，開(kāi)放性極強(qiáng)。一個(gè)前門(mén)， 保證了設(shè)備防塵、散熱等需要。內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，布線完全按照工業(yè)要求，整齊、可靠。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。左邊是機(jī)柜布置簡(jiǎn)圖，右邊是各個(gè)控制 系統(tǒng)的半模擬屏簡(jiǎn)圖。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1-6-1：標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜傳 感、 執(zhí) 行 器 連 接 板第一控制系統(tǒng)第二控制系統(tǒng)第三控制系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)圖1-6-1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三、實(shí)

4、驗(yàn)內(nèi)容：依據(jù)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室：A3000過(guò)程控制裝置進(jìn)行液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。包括：1、了解A3000過(guò)程控制裝置，設(shè)置工藝流程，控制儀表接線，構(gòu)成液位 控制系統(tǒng)。工藝設(shè)備的運(yùn)行，運(yùn)行至液位的工藝穩(wěn)態(tài)點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)步驟參見(jiàn)A3000高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)V3實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)知2、采用階躍反應(yīng)曲線法進(jìn)行液位對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試、獲得動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)步驟參見(jiàn)A3000高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)V3 單容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測(cè)定實(shí)驗(yàn)參見(jiàn)A3000高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)V33、MATLAB仿真：PID控制器+動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型獲得PID控制器參數(shù)值4、液位控制系統(tǒng)的投運(yùn)、參數(shù)整定采用什么工程整定的方法？實(shí)驗(yàn)步

5、驟參見(jiàn)A3000高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)V3單容水箱液位 定值控制實(shí)驗(yàn)5、參數(shù)整定結(jié)果的對(duì)比分析6、液位控制系統(tǒng)的抗干擾實(shí)驗(yàn)干擾？如何加入？四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：相關(guān)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的復(fù)習(xí) 進(jìn)行分組：三大組，3小組/大組。6人/小組每小組人員按實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分工，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與寫(xiě)出具體的實(shí)驗(yàn)步 驟、內(nèi)容的設(shè)計(jì)，交電子版的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分工 名單五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求畫(huà)出單容大水箱液位控制系統(tǒng)的方框圖。實(shí)驗(yàn)測(cè)試的液位對(duì)象的數(shù)學(xué)模型測(cè)試曲線，及數(shù)據(jù)處理結(jié)果。使用MATLAB仿真液位定值控制，以及獲得的調(diào)節(jié)器的參數(shù)值。用反應(yīng)曲線法整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)，寫(xiě)出三種調(diào)節(jié)器的余差或超調(diào) 量。作出P調(diào)節(jié)器控制時(shí)，不同0值下的階躍響應(yīng)曲線。作出PI調(diào)節(jié)器控制時(shí)，不同0和Ti值時(shí)的階躍響應(yīng)曲線。畫(huà)出PID控制時(shí)的階躍響應(yīng)曲線，并分析微分D的作用。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)線路接好后，必須經(jīng)指導(dǎo)老師檢查認(rèn)可后方可接通電源。七、思考題實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在運(yùn)行前應(yīng)做好哪些準(zhǔn)備工作？試定性地分析三種調(diào)節(jié)器的參數(shù)(0 )、