过程控制实验指导书 - 图文(10)

（4）将智能仪表设置为“手动”控制，并将输出值设置为一个合适的值。

（5）在控制柜上，旋开三相磁力泵旋钮开关，给三相泵力驱动泵上电打水，使下水箱的液位平衡于设定值。

（6）按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。

（7）待液位稳定于给定值后，将调节器切换到“自动”控制状态，待液位平衡后，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（此法推荐，后面三种仅供参考）；

2）将电动调节阀的旁路电磁阀打开； 3）将下水箱进水阀F1-7开至适当开度；

4）打开阀门F2-1、F2-13、F2-5，上位机设定变频器频率，通过变频器支路以较小频率给下水箱打水。

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。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（采用后面三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4-21所示。

图4-21 单容水箱液位的阶跃响应曲线

（8）分别适量改变调节仪的P及I参数，重复步骤7，用计算机记录不同参数时系统的阶跃响应曲线。

（9）分别用P、PD、PID三种控制规律重复步骤4～8，用计算机记录不同控制规律下系统的阶跃响应曲线。

2、PLC控制

（1）用PC/PPI通讯电缆线将S7-200PLC主机CPU224的口连接到计算机上的串口1上，并按照下面的实训接线图4-22连接实训系统。

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图4-22 S7-200PLC单容水箱液位定值控制接线图

（2）在控制柜上，合上三相四线空气开关、三相和单相空气开关给控制柜上电，旋开PLC电源，给PLC上电；旋开电动调节阀电源开关，给电动调节阀上电。

（3）打开STEP 7-Micro/WIN V4.0软件，打开“THJDS-1A”程序进行下载，然后将S7-200PLC主机CPU224置于运行状态（如果前面做过这一步可省略）。运行MCGS组态软件，打开“S7-200PLC控制”工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击“实训三、单容水箱液位定值控制”，进入实训三的监控界面。

（4）以下步骤请参考前面“1、智能调节仪控制”的步骤4～9。

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3、数据采集模块控制

（1）把数据采集模块用RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口1，并按照下面的实训接线图4-23和图4-24连接实训系统。

图4-23 数据采集模块控制输入接线图

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图4-24 数据采集模块输出接线图

（2）在控制柜上，合上三相四线空气开关、三相和单相空气开关给控制柜上电，旋开DDC电源，给数据采集模块上电；旋开电动调节阀电源开关，给电动调节阀上电。

（3）打开MCGS组态软件，打开“数据采集模块控制”工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击“实训三、单容水箱液位定值控制”，进入实训三的监控界面。

（4）以下步骤请参考前面“1、智能调节仪控制”的步骤4～9。

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六、实验成绩评定

类别 项目 分值 备注 预习报告 10 实验操作 无预习报告，完成液位阶跃响应曲线的记录 20 （50分） 不能做实验 比较P、PI、PD和PID调节器对液位的控制作用 20 阐述实验原理 10 实验报告 抄袭他人报记录液位阶跃响应曲线 20 （50分） 告，计0分 分析P、PI、PD、PID调节器对液位的控制作用 20 七、思考题

1、如果采用下水箱做实训，其响应曲线有什么异同？并分析差异原因。 2、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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