1 / 7

水箱液位定值控制实验

水箱液位定值控制实验. ( 1 )了解单容液位定值控制系统的结构与组成; ( 2 )掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定方法; ( 3 )了解 P 、 PI 、 PD 和 PID 四种调节器分别对液位控制的作用。. 实验目的. 实验原理.

shiro
Download Presentation

水箱液位定值控制实验

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 水箱液位定值控制实验 (1)了解单容液位定值控制系统的结构与组成; (2)掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定方法; (3)了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 实验目的

  2. 实验原理 • 实验系统流程图如图12-7所示。被控量为液位水箱的液位高度,实验要求水箱的液位稳定在给定值的2%~5%范围内。本装置中共有三路液位传感器同时检测液位水箱的液位高度,可任选一路作为控制器的反馈信号,本实验选用电容式压力变送器作为测量液位的反馈信号,与给定量比较后取得差值,调节器根据偏差来控制电动调节阀的开度,以达到控制水箱液位的目的。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,一般在变化量较快的液位、流量和压力控制参数中,不采用微分控制,微分虽然可以改善动态调节效果,但其对变化较快参数的抗干扰能力较差。

  3. 图12-7 水箱液位定值控制实验流程图

  4. 实验步骤 • (1)实验之前先将储水箱中贮足水量,一般接近储水箱容积的4/5,然后将阀F1-1、F1-3、F1-7全开,其余手动阀门关闭; • (2)将对象的1#通讯线(接有两块智能调节仪和一块流量积算仪)经RS485/232转换器接至计算机的串口上,本工程初始化使用COM1端口通讯; • (3)将仪表控制箱中“电容式液位变送器”的输出对应接至智能调节仪Ⅰ的“0~5V/1~5V输入”端,将智能调节仪Ⅰ的“4~20mA输出”端对应接至“电动调节阀”的控制信号输入端; • (4)打开对象系统仪表控制箱的单相空气开关,给所有仪表上电; • (5) 智能仪表Ⅰ参数设置:Sn=33、DIP=1、dIL=0、dIH=50、oPL=0、oPH=100、CF=0、Addr=1; • (6)打开上位机软件,选择“化工仪表工程”,按“F5”进入运行环境,然后进入实验“主菜单”,选择“实验三、水箱液位定值控制实验”; • (7)在实验界面中有“通讯成功”标志,表示计算机已和三块仪表同时建立了通讯关系;若显示“通讯失败”并闪烁,说明有仪表没有与上位机通讯成功,检查转换器、通讯线以及计算机COM端口设置是否正确;

  5. (8)通讯成功后,按本章第一节中的经验法或动态特性参数法等整定调节器参数,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。(8)通讯成功后,按本章第一节中的经验法或动态特性参数法等整定调节器参数,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。 (9)点击实验界面中“设定值”的数值显示框,在弹出的对话框中填写液位设定值,然后点击“比例度”“积分时间”“微分时间”,在弹出的对话框中填写对应的比例度、积分时间和微分时间,在实验界面中点击“自动”按钮,智能调节仪Ⅰ被设置为“自动”状态,仪表内部控制算法启动,打开离心泵的开关,对被控参数进行闭环控制。 (10) 当液位稳定于给定值的2%~5%范围内,且不在超出这个范围后,通过以下几种方式加干扰: 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(内部扰动); ② 将阀F1-1旁路阀F1-2开至适当开度(外部扰动); ③ 改变关联管路的阀门以对系统加入外部扰动,但注意外部扰动加入量应合理,不宜破坏系统的平衡,超出控制系统的调节能力范围。 以上几种干扰均要求扰动量为控制量的5%~15%,干扰过大可能造成水箱中水溢出或系统不稳定。通过内部扰动加入干扰后,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(采用后面两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所示。

  6. 图12-8 单容水箱液位的阶跃响应曲线 (11)分别适量改变调节仪的P及I参数,重复步骤10,用计算机记录不同参数时系统的阶跃响应曲线。 (12)分别用P、PD、PID三种控制规律重复上述步骤,用计算机记录不同控制规律下系统的阶跃响应曲线。

  7. 实验报告要求 • (1)画出单容水箱液位定值控制实验的系统方框图; • (2)用实验方法确定调节器的相关参数,写出整定过程; • (3)比较不同PID参数对系统控制品质产生的影响; • (4)分析P、PI、PD、PID四种控制规律对本实验系统的作用

More Related