雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)

1、第四節(jié) 雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)一、實驗目的 1通過實驗，進一步了解雙容對象的特性。 2掌握調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定與投運方法。 3研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的改變對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。 二、實驗設備 1THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)裝置。 2計算機、上位機MCGS組態(tài)軟件、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根 3萬用表一只 三、實驗原理 圖3-1 雙容液位定值控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖3-2 雙容液位定值控制系統(tǒng)方框圖本實驗系統(tǒng)以中水箱與下水箱為被控對象，下水箱的液位高度為系統(tǒng)的被控制量。基于系統(tǒng)的給定量是一定值，要求被控制量在穩(wěn)態(tài)時等于給定量所要求的值，所以調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律為PI或PID。本系統(tǒng)的執(zhí)行元件既可采用

2、電動調(diào)節(jié)閥，也可用變頻調(diào)速磁力泵。如果采用電動調(diào)節(jié)閥作執(zhí)行元件，則變頻調(diào)速磁力泵支路中的手控閥F2-4或F2-5打開時可分別作為中水箱或下水箱的擾動。圖3-1為實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖3-2為控制系統(tǒng)的方框圖。四、實驗內(nèi)容與步驟本實驗選擇中水箱和下水箱串聯(lián)作為雙容對象（也可選擇上水箱和中水箱）。實驗之前先將儲水箱中貯足水量，然后將閥門F1-1、F1-7全開，將中水箱出水閥門F1-10、下水箱出水閥門F1-11開至適當開度（要求閥F1-10稍大于閥F1-11），其余閥門均關(guān)閉。 然后接通控制系統(tǒng)電源，打開用作上位監(jiān)控的的PC機，進入實驗界面的操作和打開實驗主界面的操作過程與本實驗指導書第二

3、章第一節(jié)中所描述的相同。在實驗主界面中選擇本實驗項即“串接雙容水箱液位PID整定實驗”，系統(tǒng)進入正常的測試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實驗界面如圖3-3所示。圖3-3 實驗界面實驗步驟與上個實驗“第三節(jié)上水箱液位定值控制系統(tǒng)”相同，在此只列出實驗數(shù)據(jù)。P=3P=8P=3 I=50000無調(diào)節(jié)時間P=8 I=100000P=3 D=5000無超調(diào)、調(diào)節(jié)、上升，只算峰值時間P=8 D=10000無調(diào)節(jié)時間P=6 I=100000 D=10000分析內(nèi)容與上個實驗“上水箱液位定值控制系統(tǒng)”內(nèi)容一致。五、思考題1. 為什么本實驗較上水箱液位定值控制系統(tǒng)更容易引起振蕩？如果達到同樣的動態(tài)性能指標，為什么本實驗中調(diào)節(jié)器的比例度和積分時間常數(shù)均要比前兩個實驗大？答：由于在本實驗中的比例系數(shù)相對較大，過程相應時間相對較長，更加容易引起振蕩。要達到同樣的動態(tài)性能指標，調(diào)節(jié)器的比例度應該調(diào)節(jié)的相對較大，積分時間常數(shù)調(diào)高。2. 你能說出下水箱的時間常數(shù)比中水箱時間常數(shù)大的原因嗎？答：采用上中水箱做實驗，它的響應曲線要比中下水箱變化快。原因：因為中水箱的截面積比下水箱的要小，上升相同的液位高度，下水箱要更長時間。3. 為什么雙容液位控制系統(tǒng)比單容液位控制系統(tǒng)難