電動(dòng)閥單容液位控制實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1．了解單回路單容液位定值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。2．掌握單回路液位定值控制系統(tǒng)控制器參數(shù)的整定。
3．研究控制器相關(guān)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響。
4. 了解電動(dòng)閥液位控制的特點(diǎn)。
二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1．過程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置—DDC控制模塊
2．計(jì)算機(jī)及MCGS組態(tài)軟件—DDC控制實(shí)驗(yàn)_ModBusRTU.MCG
3．實(shí)驗(yàn)專用線若干及RS485轉(zhuǎn)232通訊線一根。
三、實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)采用計(jì)算機(jī)控制,將液位控制在設(shè)定高度。根據(jù)水箱1液位信號(hào)輸出給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)根據(jù)P、I、D參數(shù)進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出信號(hào)給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，然后由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制水泵1供水系統(tǒng)的進(jìn)水流量，從而達(dá)到控制設(shè)定液位基本恒定的目的。
單容水箱液位過程控制的方塊原理圖如圖3.6所示。
圖3.6 單容水箱液位過程控制原理圖
四、實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容（以差壓變送器液位信號(hào)舉例）
1．了解實(shí)驗(yàn)裝置中的對(duì)象，流程圖如圖3.7所示。
圖3.7 電動(dòng)閥單容液位控制流程圖
2．按如下要求接好實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。
在傳感器信號(hào)輸出區(qū)域，將上水箱液位信號(hào)LT1用實(shí)驗(yàn)線連接到DDC控制模塊的AI0信號(hào)輸入端，正負(fù)一一對(duì)應(yīng)。
將DDC控制模塊輸出信號(hào)AO0連接到執(zhí)行器控制信號(hào)輸入?yún)^(qū)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)端口，正負(fù)一一對(duì)應(yīng)。
3．使用485轉(zhuǎn)232通訊線將控制臺(tái)側(cè)邊DDC通訊口 “COM1” 與上位機(jī)連接。
4．將手動(dòng)閥門1V1、V3、V4打開，將手動(dòng)閥門1V2關(guān)閉。
5．先打開控制臺(tái)左側(cè)的總電源開關(guān)，按“Start”按鈕啟動(dòng)設(shè)備，再打開DDC電源開關(guān)。
6．運(yùn)行計(jì)算機(jī)上的 DDC控制實(shí)驗(yàn)_ModBusRTU.MCG工程，選擇“系統(tǒng)管理”下拉菜單中的“用戶登錄”，如圖3.9所示。
圖3.9 “用戶登錄”界面
9．點(diǎn)擊“確認(rèn)”，用戶登錄完畢。選擇“單回路控制實(shí)驗(yàn)”下拉菜單中的“電動(dòng)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)”，出現(xiàn)如圖3.10所示的“電動(dòng)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)”界面。
圖3.10 “電動(dòng)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)”界面
10．點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”，出現(xiàn)的“參數(shù)設(shè)置”界面如圖3.11所示。
圖3.11 “參數(shù)設(shè)置”界面
11．將AI0設(shè)置為0 – 30。點(diǎn)擊退出，參數(shù)設(shè)置完畢。
12．按本章第一節(jié)中的經(jīng)驗(yàn)法或動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，選擇PI控制規(guī)律，并按整定后的PI參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置。
Ts=1 （參考值）
SV=10 （參考值）
Kc=8 （參考值）
Ti=35 （參考值）
Td=0 （參考值）
13.在控制臺(tái)上打開水泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電源開關(guān)。
14.選擇計(jì)算機(jī)控制方式。
15．穩(wěn)定后，分別適量改變調(diào)節(jié)儀的P及I參數(shù)，用計(jì)算機(jī)記錄不同參數(shù)時(shí)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。
16．分別用P、PD、PID三種控制規(guī)律，用計(jì)算機(jī)記錄不同控制規(guī)律下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。
17．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉水泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，拆除實(shí)驗(yàn)線。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1．畫出電動(dòng)閥單容水箱液位定值控制實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)框圖。
2．用實(shí)驗(yàn)方法確定控制器的相關(guān)參數(shù)，寫出整定過程。
3．比較不同PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生的影響。
4．分析P、PI、PID三種控制規(guī)律對(duì)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的作用。
六、思考題
1. 改變比例度δ和積分時(shí)間TI對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生什么影響？