现场总线过程控制实验装置教程
发布时间：2020-04-12 浏览次数：1760
现场总线过程控制实验装置教程
一、实验目的
1、了解复杂过程控制系统的构成。
2、掌握复杂过程控制一—串级控制方法。
二、实验设备及参考资料
1、PCS过程控制实验装置（使用其中：电动调节阀、AI818智能调节仪三台、上下水箱及液位变送器、水泵1系统等）。
2、 电动调节阀的操作说明书、液位变送器的调试（一般出厂之前已调试好）方法。
三、实验系统流程图
四、实验原理
本实验采用计算机控制,将下水箱液位控制在设定高度。串级回路是由内反馈组成的三环控制系统，属于复杂控制范畴。将下水箱的液位信号输出作为主调节器输入，主调节器的输出作为副调节器1的输入，副调节器1的输出作为副调节器2的输入，在串级控制系统中，三个调节器任务不同，因此要选择调节器的不同调节规律进行控制，副调节器主要任务是快速动作，迅速抵制进入副回路的扰动，至于副回路的调节不要求一定是无静差。主调节器的任务是准确保持下水箱液位在设定值，因此，主调节器采用PI调节器也可考虑采用PID调节器。串级控制系统的方块原理图如下：
五、实验步骤
1、按附图三闭环液位串级控制实验接线示意图接好实验导线和通讯线。
2、将控制台（柜）背面的通讯口与上位机连接。
3、将手动阀门1V1、LV、V5、V6打开，将手动阀门1V3、1V6、1V7、V4关闭。
4、先打开实验对象的系统电源，然后打开控制台上的总电源，再打开仪表电源。
5、设置智能调节器参数，其需要设置的参数如下：（未列出者用出厂默认值）
（1）主调节器
SV=20 （参考值）
CtrL=1
P=25 （参考值）
I=300 （参考值）
d=0 （参考值）
Sn=33
dIL=0
dIH=50
CF=0
Addr=3
dl=1
run=1
（2）副调节器
CtrL=1
P=15 （参考值）
I=200 （参考值）
d=0 （参考值）
Sn=32
dIL=0
dIH=50
CF=8
Addr=2
dl=1
run=1
（3）副调节器
CtrL=1
P=10 （参考值）
I=100 （参考值）
d=0 （参考值）
Sn=32
dIL=0
dIH=50
CF=8
Addr=1
dl=1
run=1
具体请详细阅读调节器使用手册
6、在控制板上打开水泵1、电动调节阀。
7、在信号板上打开电动调节阀输入信号、上水箱1输出信号、上水箱2输出信号、下水箱输出信号。
8、打开计算机上的 MCGS运行环境，选择“系统管理”下拉菜单中的“用户登录”。
9、出现如下窗口。
10、点击“确认”，用户登录完毕。选择“串级控制实验”下拉菜单中的“三闭环液位串级控制实验”。
11、出现如下的“三闭环串级控制实验”窗口。
12、选择仪表控制。
13、观察计算机上的实时曲线和历史曲线。
14、待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位变化曲线。
15、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，观察液位变化曲线。
六、实验建议
调节器的PID参数可以反复凑试，逐步逼近达到很佳的整定，实际中，采用串级调节系统是为了提高主被调量（下水箱）精度和改善动态特性而设置的，因此对副调回路的质量指标没有要求。而对主回路的质量指标要求高。牺牲副回路的质量，保证主回路的调节质量。所以副调节器比例作用强一些，取消积分作用，主调节器设置P、I、D参数即可。
七、思考建议
比较三容串级控制与双容串级控制区别和控制的难易度，为什么。复杂控制系统的优点在哪里？
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