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电动阀单容液位控制实验

电动阀单容液位控制实验

一、实验目的
1.了解单回路单容液位定值控制系统的结构与组成。
2.掌握单回路液位定值控制系统控制器参数的整定。
3.研究控制器相关参数的变化对系统动态性能的影响。
4. 了解电动阀液位控制的特点。
二、 实验设备
1.过程控制综合实验装置—DDC控制模块
2.计算机及MCGS组态软件—DDC控制实验_ModBusRTU.MCG
3.实验专用线若干及RS485转232通讯线一根。
三、实验原理
本实验采用计算机控制,将液位控制在设定高度。根据水箱1液位信号输出给计算机,计算机根据P、I、D参数进行PID运算,输出信号给电动调节阀,然后由电动调节阀控制水泵1供水系统的进水流量,从而达到控制设定液位基本恒定的目的。
单容水箱液位过程控制的方块原理图如图3.6所示。

图3.6 单容水箱液位过程控制原理图
四、实验步骤与内容(以差压变送器液位信号举例)
1.了解实验装置中的对象,流程图如图3.7所示。
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图3.7 电动阀单容液位控制流程图
2.按如下要求接好实验导线。
在传感器信号输出区域,将上水箱液位信号LT1用实验线连接到DDC控制模块的AI0信号输入端,正负一一对应。
将DDC控制模块输出信号AO0连接到执行器控制信号输入区的电动调节阀控制信号端口,正负一一对应。
3.使用485转232通讯线将控制台侧边DDC通讯口 “COM1” 与上位机连接。
4.将手动阀门1V1、V3、V4打开,将手动阀门1V2关闭。
5.先打开控制台左侧的总电源开关,按“Start”按钮启动设备,再打开DDC电源开关。
6.运行计算机上的 DDC控制实验_ModBusRTU.MCG工程,选择“系统管理”下拉菜单中的“用户登录”,如图3.9所示。

图3.9 “用户登录”界面
9.点击“确认”,用户登录完毕。选择“单回路控制实验”下拉菜单中的“电动阀支路单容液位控制实验”,出现如图3.10所示的“电动阀支路单容液位控制实验”界面。

图3.10 “电动阀支路单容液位控制实验”界面
10.点击“参数设置”,出现的“参数设置”界面如图3.11所示。

图3.11 “参数设置”界面
11.将AI0设置为0 – 30。点击退出,参数设置完毕。
12.按本章第一节中的经验法或动态特性参数法整定调节器参数,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。
     Ts=1   (参考值)
     SV=10   (参考值)
     Kc=8   (参考值)
     Ti=35  (参考值)
     Td=0    (参考值)
13.在控制台上打开水泵、电动调节阀电源开关。
14.选择计算机控制方式。
15.稳定后,分别适量改变调节仪的P及I参数,用计算机记录不同参数时系统的阶跃响应曲线。
16.分别用P、PD、PID三种控制规律,用计算机记录不同控制规律下系统的阶跃响应曲线。
17.实验结束后,关闭水泵、电动调节阀,拆除实验线。
五、实验报告要求                                  
1.画出电动阀单容水箱液位定值控制实验的结构框图。
2.用实验方法确定控制器的相关参数,写出整定过程。
3.比较不同PID参数对系统的性能产生的影响。
4.分析P、PI、PID三种控制规律对本实验系统的作用。
六、思考题
1. 改变比例度δ和积分时间TI对系统的性能产生什么影响? 

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