1、單回路控制系統(tǒng)實驗單回路控制系統(tǒng)概述實驗三單容水箱液位定值控制實驗實驗四雙容水箱液位定值控制實驗實驗五 鍋爐內(nèi)膽靜（動）態(tài)水溫定值控制實驗實驗三實驗項目名稱：單容液位定值控制系統(tǒng)實驗項目性質：綜合型實驗所屬課程名稱：過程控制系統(tǒng)實驗計劃學時：2學時一、實驗目的1了解單容液位定值控制系統(tǒng)的結構與組成。2 掌握單容液位定值控制系統(tǒng)調節(jié)器參數(shù)的整定和投運方法。3 研究調節(jié)器相關參數(shù)的變化對系統(tǒng)靜、動態(tài)性能的影響。4. 了解P、PI、PD和PID四種調節(jié)器分別對液位控制的作用。5 掌握同一控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實現(xiàn)過程。二、實驗內(nèi)容和（原理）要求本實驗系統(tǒng)結構圖和方框圖如圖3-4所示。被控量為中水

2、箱（也可采用上水 箱或下水箱）的液位高度，實驗要求中水箱的液位穩(wěn)定在給定值。將壓力傳感器 LT2檢測到的中水箱液位信號作為反饋信號， 在與給定量比較后的差值通過調節(jié) 器控制電動調節(jié)閥的開度，以達到控制中水箱液位的目的。為了實現(xiàn)系統(tǒng)在階躍 給定和階躍擾動作用下的無靜差控制，系統(tǒng)的調節(jié)器應為PI或PID控制。三、實驗主要儀器設備和材料1. 實驗對象及控制屏、SA-11掛件一個、計算機一臺、萬用表一個；2. SA-12掛件一個、RS485/232轉換器一個、通訊線一根；3. SA-44掛件一個、CP5611專用網(wǎng)卡及網(wǎng)線、PC/PPI通訊電纜一根。四、實驗方法、步驟及結果測試本實驗選擇中水箱作為被控

3、對象。實驗之前先將儲水箱中貯足水量，然后將 閥門F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全開，將中水箱出水閥門 F1-10開至適當開度， 其余閥門均關閉。具體實驗內(nèi)容與步驟按二種方案分別敘述。（一）、智能儀表控制1 .按照圖3-5連接實驗系統(tǒng)。將“ LT2中水箱液位”鈕子開關撥到“ ON” 的位置。Fl -7電動調節(jié)閥當I中水箱(a)圖3-4(b)中水箱單容液位定值控制系統(tǒng)(a)結構圖(b)方框圖SA-12DLTTAUX智能調節(jié)儀PVBBBBBBBB C3AJH RUMiOLD STOP* *輸出輸0廠r1+ 7-22v4tAa出Ho、J智鎰碉芍儀控制圖3-5智能儀表控制單容液位定值控制實驗接

4、線圖2 接通總電源空氣開關和鑰匙開關，打開 24V開關電源，給壓力變送器上 電，按下啟動按鈕，合上單相I、川空氣開關，給智能儀表及電動調節(jié)閥上電。3打開上位機MCGS組態(tài)環(huán)境，打開“智能儀表控制系統(tǒng)”工程，然后進 入MCGS運行環(huán)境，在主菜單中點擊“實驗三、單容液位定值控制系統(tǒng)”，進入 實驗三的監(jiān)控界面。4 在上位機監(jiān)控界面中把“設定值”設置為一個合適的值（從低位開始 每次增加3-4cm，水箱最高水位為15cm）。 將“ P、I”值設置為一個合適的值（P,I 111 2L3L 、II.21-I段電動壓力雯退 I LT2 f空収叫Zx ft c?圖3-7S7-200PLC控制單容液位定值控制實驗

5、接線圖實驗四實驗項目名稱：雙容水箱液位定值控制系統(tǒng) 實驗項目性質：綜合型實驗所屬課程名稱：過程控制系統(tǒng)實驗計劃學時：2學時一、實驗目的1 通過實驗進一步了解雙容水箱液位的特性。2 掌握雙容水箱液位控制系統(tǒng)調節(jié)器參數(shù)的整定與投運方法。3 研究調節(jié)器相關參數(shù)的改變對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。4. 研究P、PI、PD和PID四種調節(jié)器分別對液位系統(tǒng)的控制作用。5 掌握雙容液位定值控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實現(xiàn)過程。二、實驗內(nèi)容（原理）和要求本實驗以中水箱與下水箱串聯(lián)作為被控對象，下水箱的液位高度為系統(tǒng)的被 控制量。要求下水箱液位穩(wěn)定至給定量，將壓力傳感器LT2檢測到的中水箱液位信號作為反饋信號，在與給定量

6、比較后的差值通過調節(jié)器控制電動調節(jié)閥的開 度，以達到控制下水箱液位的目的。為了實現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動作用下 的無靜差控制，系統(tǒng)的調節(jié)器應為 PI或PID控制。調節(jié)器的參數(shù)整定可采用本 章第一節(jié)控制規(guī)律的選擇所述的整定方法。本實驗系統(tǒng)結構圖和方框圖如圖3-8所示。三、實驗主要儀器設備和材料（同前）四、實驗方法、步驟及結果測試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、F1-2、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）,其余閥門均關閉。具體

7、實驗內(nèi)容與步驟按二種方案分別敘述（一）、智能儀表控制1 按照圖2-3連接實驗系統(tǒng)。將“ LT2中水箱液位”鈕子開關撥到“ ON” 的位置。2 接通總電源空氣開關和鑰匙開關，打開 24V開關電源，給壓力變送器上 電，按下啟動按鈕，合上單相I、川空氣開關，給智能儀表及電動調節(jié)閥上電。3打開上位機MCGS組態(tài)環(huán)境，打開“智能儀表控制系統(tǒng)”工程，然后進 入MCGS運行環(huán)境，在主菜單中點擊“實驗四、雙容液位定值控制系統(tǒng)”，進入 實驗四的監(jiān)控界面。4 在上位機監(jiān)控界面中把“設定值”設置為一個合適的值（從低位開始 每次增加3-4cm，水箱最高水位為15cm）。 將“ P、I”值設置為一個合適的值（P,l乞5

8、0 ）。 點擊“啟動儀表”，系統(tǒng)進入自動狀態(tài)。5合上三相電源空氣開關，磁力驅動泵上電打水，使中水箱的液位平衡于 設定值，觀察記錄響應曲線的變化。6. 按經(jīng)驗法或衰減曲線法整定調節(jié)器參數(shù)，選擇 P、I控制規(guī)律，并按整定 后的PI參數(shù)進行調節(jié)器參數(shù)設置。合適的 PI值可做出4 : 1的響應曲線。7. 待液位穩(wěn)定于給定值后，將調節(jié)器切換到“自動”控制狀態(tài)，待液位平 衡后，通過以下幾種方式加干擾：（1）突增（或突減）儀表設定值的大小，使其有一個正（或負）階躍增量的 變化；（此法推薦，后面三種僅供參考）（2）將電動調節(jié)閥的旁路閥F1-3或F1-4 （同電磁閥）開至適當開度；（3）將下水箱進水閥F1-8開

9、至適當開度；（改變負載）（4） 接上變頻器電源，并將變頻器輸出接至磁力泵，然后打開閥門F2-1、 F2-4，用變頻器支路以較小頻率給中水箱打水。以上幾種干擾均要求擾動量為控制量的 5%15%,干擾過大可能造成水箱中水 溢出或系統(tǒng)不穩(wěn)定。加入干擾后，水箱的液位便離開原平衡狀態(tài)，經(jīng)過一段調節(jié) 時間后，水箱液位穩(wěn)定至新的設定值（采用后面三種干擾方法仍穩(wěn)定在原設定 值），記錄此時的智能儀表的設定值、輸出值和儀表參數(shù)，液位的響應過程曲線 將如圖3-9所示。圖3-9水箱液位的階躍響應曲線8. 分別適量改變調節(jié)儀的P及I參數(shù)，重復步驟7,用計算機記錄不同參 數(shù)時系統(tǒng)的階躍響應曲線。9. 分別用P、PD、PI

10、D三種控制規(guī)律重復步驟48,用計算機記錄不同控 制規(guī)律下系統(tǒng)的階躍響應曲線。（二）、S7-200PLC 控制1. 將SA-42 S7-200PLC控制掛件掛到屏上，并用 PC/PPI通訊電纜線將 S7-200PLC連接到計算機串口 2,并按照圖3-11接線圖連接實驗系統(tǒng)。將“ LT2 中水箱液位”鈕子開關撥到“ ON”的位置。2 .接通總電源空氣開關和鑰匙開關，打開 24V開關電源，給壓力變送器上 電，按下啟動按鈕，合上單相I、川空氣開關，給 S7-200PLC及電動調節(jié)閥上 電。3. 打開Step 7-Micro/WIN 32軟件，并打開“ S7-200PLC”程序進行下載， 然后將S7-2

11、00PLC置于運行狀態(tài)，然后運行MCGS組態(tài)環(huán)境，打開“S7-200PLC 控制系統(tǒng)”工程，然后進入 MCGS運行環(huán)境，在主菜單中點擊“實驗四、雙容 液位定值控制”，進入實驗四的監(jiān)控界面。4. 以下步驟請參考前面“（一）智能儀表控制”的步驟 49。五、實驗報告要求1. 畫出雙容水箱液位定值控制實驗的結構框圖。2. 用實驗方法確定調節(jié)器的相關參數(shù)，寫出整定過程。3. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和曲線，分析系統(tǒng)在階躍擾動作用下的靜、動態(tài)性能。4. 比較不同PI參數(shù)對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生的影響。5. 分析P、PI、PD、PID四種控制方式對本實驗系統(tǒng)的作用。6. 綜合分析二種控制方案的實驗效果。六、思考題1. 如果采用

12、上水箱和中水箱做實驗，其響應曲線與本實驗的曲線有什么異 同？并分析差異原因。2. 改變比例度S和積分時間Ti對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生什么影響？3. 為什么本實驗比單容液位定值控制系統(tǒng)更容易引起振蕩？要達到同樣的 動態(tài)性能指標，在本實驗中調節(jié)器的比例度和積分時間常數(shù)要怎么設置？花全開，意味著就要開始凋謝；月全圓，就代表著要開始殘缺。人也是一樣，到達巔峰之后，接著就是不可避免地要走下坡路。一生很短，不必追求太多；心房很小，不必裝的太滿。三七開”就是生活的最高境界。人生三分選擇，七分放下生老病死，愛恨離別，求之不得，人生有許多事情，往往是讓人無能為力的。選擇是智者對放棄的詮釋，只有量力而行，善于抉擇才會擁有

13、更輝煌的成功；放下是智者面對生活的明智選擇，只有懂得放下，善于取舍才能事事如魚得水。小時候聽過一個故事?；疖囻R上就要開動了，一個人慌張跑過來，卻在上車時被門擠掉了一只鞋。這時火車開動了，這個人立馬脫下另一只鞋，用力扔向第一只鞋子掉落的地方。有人問他為什么這么做，他說:已經(jīng)丟掉的鞋子，何必再去留念呢？還不如給撿到的人一雙鞋呢。人生在世，不過兩詞：拿得起，放得下。很多人往往只做到了拿得起”卻忽視了更重要的 放得下魚和熊掌不可兼得，人生路上不可避免要有所選擇，有所放下。當你為了做出選擇而必須放棄一些東西時，請記住，好好享受自己選擇的，迅速忘掉自己舍棄的。因為選擇后的糾結沒有任何作用學會選擇，懂得放下

14、，才能擁有海闊天空的人生境界。處世三分糊涂，七分清醒清醒做事，糊涂做人，是立身處世的救命法寶。有兩個患有癌癥的人在一間病房，其中有一個耳朵有些背。一次醫(yī)生在病房外談話，說他們兩個人都只有三個月時間了。耳朵正常的病人聽到后，整天憂心忡忡，最終沒有活過三個月。而耳朵背的那位病人，到現(xiàn)在已是兩年過去了，他還好好地活著。很多事，不知道比知道好，不靈通比靈通好，不精明比精明好。這就是人們常說的，難得糊涂很多時候，糊涂不是傻氣，也不是愚昧，而是一種氣度，一種修養(yǎng)，更是一種人生的境界。和家人糊涂，家庭合睦；和朋友糊涂，友情穩(wěn)固；和同事糊涂，工作順手。做人做事，不斤斤計較，不患得患失，這是一種胸懷。這種人不張

15、揚，不高人一等，平易近人，反而更易得眾人的歡迎。成敗三分做事，七分做人俗話說，做人先做事，聚財先聚氣。一個人，窮不算啥，但不能丟掉為人的尊嚴。一個人，富不算啥，但不能失去做人的良心。還記得2017年，我的朋友圈被董卿下跪”的照片刷屏了。當時開學第一課開播不久，請來了著名的翻譯家許淵沖老先生。許老先生年事已高，只能坐在輪椅上。為了方便溝通，在 3分鐘的采訪中，董卿跪地三次，用仰視或平視的目光專注又耐心地傾聽老爺子的分享，再細細轉述給現(xiàn)場觀眾。跪”并不是一個好看的動作，但她這一跪，跪出個人最美的姿勢，跪出了作為主持人的專業(yè)素養(yǎng)，也跪出了她做人的修養(yǎng)。心理學家丹尼爾說：你讓人舒服的程度，決定著你能抵達的高度。不管何年何月，樸拙，才能贏得尊重；不管何時何地，真誠，才能打動人心。生活三分得意，七分失意若是論逆商，三國時期的劉備必然榜上有名。他先后投靠公孫瓚、陶謙、呂布、曹操、袁紹，劉表，寄人籬下，屢戰(zhàn)屢敗，依然手無寸土，流離四方。他白手起家，二十多年風雨，受過多少辱，忍過多少恥，或許連他自己也記不清?？墒遣还芴幵谑裁次恢?，遭遇多少失敗，劉備從不氣餒。劉備的一生，便是三分得意，七分失意。人生本就是一道未解的選擇題，有得意，有失意，從不圓滿，也不全是遺憾。有苦，自我釋放