过程控制实习报告.docx
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过程控制实习报告.docx
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过程控制实习报告
过程控制实习报告
班级:
姓名:
学号:
指导老师:
实习日期:
3月12日-3月16日
目录
(一)单回路控制系统
一•实验目的3
二•实验要求3
三•实验设备3
四•实验原理3
五•实验步骤4
六•实验分析5
七•实验结果6
(二)串级控制系统
一•实验目的6
二•实验原理6
三•实验步骤8
四•实验分析8
五•实验结果9
(三)总结
一·实习心得:
10
(一)单回路控制系统
一·实验目的
1·了解单回路流量控制系统的组成;PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。
二·实验要求
1·针对过程控制实验装置,了解各个组成部分。
2·理解单回路控制系统的控制原理以及PID调节方法。
3·画出控制系统方框图,将实验结果附上。
4·分析PID参数的作用。
5·阐述实验结论。
三·实验设备
1·压力传感器型号:
JYB-KO-HVG
2·液位传感器型号:
P47-F4Y-2D-1CO-S276
3·流量传感器型号:
GEMS173931
4·电机型号:
DP-60
5·数字显示仪表模数转换器公共机计算机水箱
四·实验原理
1·过程控制实验装置流程图
2·控制方框图
五·实验步骤
流量
1·按过程控制实验装置流程图熟悉系统的组成。
2·检查连接线路和水路。
连接管路L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11和手动阀F1、F3、F5。
3·检查电源输入、输入输出端子等是否短路,正常后通电,观测流量计的输出以及工控机的模拟输入。
4·标定流量测量变换值并建立被控对象的数学模型(可等效成一阶惯性环节)。
5·测试输出电路。
6·设定、调整工控机中PID参数。
7·给定流量设定值4L/min,记录闭环控制曲线。
8·改变PID参数,重复7。
9·关小阀F5,做扰动实验。
六·实验分析
1·采用PID整定方法
2·PID的特点是对克服对象的容量滞后有显著的效果。
3·PID适用于负荷变化大,容量滞后大,控制质量要求很高的系统。
4·选择PID控制器,只需设置Kp,Ki,Kd的值即:
其中,Kc为控制器的增益,Ki为积分积分增益,Kd为微分增益。
Ti和Td分别为积分时间和微分时间,他们都具有时间量纲s和1/s,Δt为采样时间。
根据经验法试直可得出流量控制系统的Kc,Ki,Kd直即:
Kc=12Ki=4Kd=0.5
根据经验法试直可得出压力控制系统的Kc,Ki,Kd直即:
七·实验结果
流量
(二)串级控制系统
一·实验目的
了解串级控制系统的基本原理及其组成;PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。
二·实验原理
1•过程控制实验装置流程图
2·串级控制系统的控制框图如下:
串级控制的目的是抵抗二次扰动。
以本次实验为例,液位-流量的串级控制,由于流量的波动,可以改变流量前向通路的阀门开度模拟加入一个流量扰动信号(即上图中所示的f2),可以视为二次扰动,外环为液位环,为了快速克服流量所带来的二次扰动,加入内环是非常必要的。
泻水阀门变化导致的液位突变等因素作为一次扰动,主控制器完全能够克服它们带来的影响。
三·实验步骤
1·按图5-2熟悉系统的组成。
2·检查连接线路和水路棗连接管路L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11和手动阀F1、F2(关)、F3、F5。
3·检查电源输入、输入输出端子等是否短路,正常后通电,观测外环热电偶的输出、内环电压互感器的输出以及分别对应的工控机的模拟输入。
4·标定液位、流量测量变换值并分别建立内、外环被控对象的数学模型(可等效成一阶惯性环节)。
5·测试输出电路。
6·设定、调整工控机中内、外环的PID参数(先设计内环PID参数,使之达到较好的动态性能,然后设计外环控制器)。
7·给定液位值4000mL,记录闭环控制曲线;并与单回路的控制效果进行比较。
8·打开水路调节阀F2,做一次扰动,5s后恢复,待系统稳定后关小水路调节阀F5,做二次扰动实验,5s后恢复,观察系统鲁棒性(抗扰动能力)。
10·改变内、外环PID参数,重复7。
四•实验分析
1•采用PID整定方法
2•PID的特点是对克服对象的容量滞后有显著的效果。
3•PID适用于负荷变化大,容量滞后大,控制质量要求很高的系统。
4•分别设置副、主控制器的参数:
若选择PID控制器,只需设置Kp,Ki,Kd的值即可
其中,Kc为控制器的增益,Ki为积分积分增益,Kd为微分增益。
Ti和Td分别为积分时间和微分时间,他们都具有时间量纲s和1/s,Δt为采样时间。
五·实验结果
总结
实习心得:
为期一周的实习结束了,本次实习主要目的在于让我们对所学《自动控制原理》和《过程控制工程》等理论知识进行实践和验证,进一步理解单回路控制系统以及串级控制系统的工作原理和控制过程。
在实习过程中训练我们的实际操作能力和问题分析能力,以及对问题的解决能力。
本次实习我主要负责流量系统的控制,我采用单回路控制系统并在计算机上仿真曲线。
在实习过程中我们主要运用了PID的调节方法,因此这一次实习使我对理论有了更深刻的理解。
在实验的过程中我们也遇到了很多困难,实际操作和理论存在一定差距,但在同学们互相讨论和帮助的基础上是我们还是顺利的完成题目,达到要求。
实习最主要的目的不是我做的多好,而是我做了多少,要敢于动手操作,结合理论探索着前进,在一次次的实验中掌握经验,找到实际操作的窍门。
这次实习我也知道了PID的适用范围,它适用于负荷变化大的系统,容量滞后大的系统以及控制质量要求很高的系统。
这次实习我和我的队友配合的很好,做的也挺开心,非常感谢老师的指导。
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