过程控制实验指导书精简版

第三章对象特性测试实验第九节调节阀流量特性测试（调节器）实验调节阀是受输入电流（4～20mA）控制，并且有阀位反馈电流（4～20mA）。实验步骤：1、实验装置的认识，了解调节阀的工作原理，作用、及所在的位置。2、按附图调节阀特性测试实验接线图将实验导线接好。3、接通总电源、各仪表电源。4、设置调节器处于手动状态，改变手动给定10%、20%、30%…100%分别记录调节器的输出电流和流量计的流量（调节阀的进出口压力保持不变）。5、由电流作为横坐标、流量作为纵坐标，画出特性曲线图。6、根据画出的特性曲线，判断阀体是快开特性，等百分比特性还是慢开特性。图3.10调节阀流量特性测试（调节器）实验流程图同样参考主回路流量特性测试实验接线图和副回路流量特性测试实验接线图测出主副回路流量特性。第四章单回路控制系统实验第一节压力单闭环实验(调节器控制)一、实验目的：通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路流量、单容液位、双容液位和温度控制系统。掌握用阶跃响应曲线法来实验辨识控制系统数学模型的特性参数τ、T0、K0，用临界比例度法整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用调节器仪表进行PID参数的自整定和自动控制的投运。熟悉掌握调节器的参数设置和手动自动的方法。二、实验系统流程图图4.1压力单闭环实验流程图三、实验框图调节器控制压力单闭环控制系统的框图调节器变频器水泵水压压力变送器X(t)e(t)u(t)g(t)q(t)y(t)z(t)四、实验步骤：1、按附图压力单闭环实验接线图接好实验导线，将阀门V19、V3打开，V16、V17、V18关闭。2、.接通总电源，各仪表电源。将PCT-2面板上的钮子开关掷到外控端。3、．整定参数值的计算设定过度过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整定参数表”进行计算。表4.1阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数δTITDPδSPI1.2δS0.5TSPID0.8δS0.3TS0.1TS4、将计算所得的PID参数值置于控制器中，系统投入闭环运行。加入扰动信号观察各被测量的变化，直至过渡过程曲线符合要求为止。5、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格4.2表4.2阶跃响应曲线数据处理记录表参数值测量情况压力1压力2K1T1τ1K2T2τ2阶跃1阶跃2平均值按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。五、调节器的参数设置调节器选用上海万迅仪表有限公司的AI708，AI818（有的实验设备用AI808）。压力控制时调节器能自整定出比较理想的参数，如将调节器参数Ctrl=2，则调节器进入自整定调节状态，调节完毕，Ctrl=3。其需要设置的参数如下（708）：（未列出者用出厂默认值）M5=10（参考值）P=6（参考值）T=1（参考值）Sn=33（1-5V电压输入）Dip=0（小数点位数为零）Dil=0Dih=100Sc=0Op1=4CF=2Run=2Loc=808具体请详细阅读调节器使用手册。第五节液位单闭环实验（调节器控制）一、实验目的：通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路单容液位控制系统，并应用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用调节器仪表进行PID参数的自整定和自动控制的投运。二、实验系统流程图图4.5上水箱液位单闭环实验流程图三、实验框图调节器控制液位单闭环控制系统的框调节器调节阀液位液位变送器X(t)e(t)g(t)q(t)f(t)y(t)z(t)图4.6下水箱液位单闭环实验流程图四、实验步骤：1．阶跃反应曲线法（1）、按附图液位单闭环实验接线图接好实验导线。（2）、接通总电源，各仪表电源。（3）、将手动阀门V19、V3、V6打开（下水箱将V3、V8、V15打开），其余阀门全部关闭。（4）、整定参数值的计算。设定过度过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整定参数表”进行计算。表4.9阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数δTITDPδSPI1.2δS0.5TSPID0.8δS0.3TS0.1TS（5）、将计算所得的PID参数值置于控制器中。（6）、使水泵在恒压供水状态下工作。观察计算机上水箱液位曲线的变化。（7）、待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位的变化曲线。（8）、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，观察液位变化曲线。（9）、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格4.10表4.10阶跃响应曲线数据处理记录表参数值测量情况液位1液位2K1T1τ1K2T2τ2阶跃1阶跃2平均值按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。五、调节器的参数设置调节器选用上海万迅仪表有限公司的AI708，AI818（有的实验设备用AI808）。液位控制时调节器能自整定出比较理想的参数，如将调节器参数Ctrl=2，则调节器进入自整定调节状态，调节完毕，Ctrl=3。其需要设置的参数如下：（未列出者用出厂默认值）708808M5=10DF=3（参考值）P=6P=20（参考值）T=1I=434（参考值）Ctl=5d=28（参考值）Sn=33Sn=33（1-5V电压输入）Dip=0Dip=0（小数点位数为0）Dil=0Dil=0Dih=450Dih=450Sc=0Sc=0Op1=4Op1=4CF=2CF=2Run=2Run=2Loc=808Loc=808具体请详细阅读调节器使用手册。第七节流量单闭环实验（调节器控制）一、实验目的：通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路流量控制系统，并应用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用调节器仪表进行PID参数的自整定和自动控制的投运。二、实验系统流程图：图4.8调节阀流量特控制实验流程图三、实验框图调节器控制流量单闭环控制系统的框图调节器调节阀流量流量变送器X(t)e(t)g(t)q(t)f(t)y(t)z(t)四、实验步骤：1、阶跃反应曲线法。（1）、按附图流量单闭环实验接线图接好实验导线。（2）、接通总电源，各仪表电源。（3）、将手动阀门V19，V3打开，其余阀门关闭。（4）、整定参数值的计算。设定过渡过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整定参数表4.13”进行计算。表4.13阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数δTITDPδSPI1.2δS0.5TSPID0.8δS0.3TS0.1TS（5）、将计算所得的PID参数值置于控制器中。（6）、使水泵在恒压供水状态下工作，观察计算机流量曲线的变化。（7）、待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其流量变化曲线。（8）、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，既改变泵的出口压力，观流量变化曲线。（9）、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格4.14表4.14阶跃响应曲线数据处理记录表参数值测量情况液位1液位2K1T1τ1K2T2τ2阶跃1阶跃2平均值按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。五、调节器的参数设置由于流量响应速度过快，流量控制时调节器不能自整定出比较理想的参数，参数应根据控制效果手动调整。其需要设置的参数如下（818）：（未列出者用出厂默认值）DF=3P=200（参考值）I=10（参考值）D=0（参考值）Cr=10Ctl=1（参考值）Sn=33（1-5V电压输入）Dip=0（小数点位数为0）Dil=0Dih=100Sc=0Op1=4CF=2Run=2