現場總線過程控制實驗裝置教程
發布時間：2020-04-12 瀏覽次數：2169
現場總線過程控制實驗裝置教程
一、實驗目的
1、了解復雜過程控制系統的構成。
2、掌握復雜過程控制一—串級控制方法。
二、實驗設備及參考資料
1、PCS過程控制實驗裝置（使用其中：電動調節閥、AI818智能調節儀三臺、上下水箱及液位變送器、水泵1系統等）。
2、 電動調節閥的操作說明書、液位變送器的調試（一般出廠之前已調試好）方法。
三、實驗系統流程圖
四、實驗原理
本實驗采用計算機控制,將下水箱液位控制在設定高度。串級回路是由內反饋組成的三環控制系統，屬于復雜控制范疇。將下水箱的液位信號輸出作為主調節器輸入，主調節器的輸出作為副調節器1的輸入，副調節器1的輸出作為副調節器2的輸入，在串級控制系統中，三個調節器任務不同，因此要選擇調節器的不同調節規律進行控制，副調節器主要任務是快速動作，迅速抵制進入副回路的擾動，至于副回路的調節不要求一定是無靜差。主調節器的任務是準確保持下水箱液位在設定值，因此，主調節器采用PI調節器也可考慮采用PID調節器。串級控制系統的方塊原理圖如下：
五、實驗步驟
1、按附圖三閉環液位串級控制實驗接線示意圖接好實驗導線和通訊線。
2、將控制臺（柜）背面的通訊口與上位機連接。
3、將手動閥門1V1、LV、V5、V6打開，將手動閥門1V3、1V6、1V7、V4關閉。
4、先打開實驗對象的系統電源，然后打開控制臺上的總電源，再打開儀表電源。
5、設置智能調節器參數，其需要設置的參數如下：（未列出者用出廠默認值）
（1）主調節器
SV=20 （參考值）
CtrL=1
P=25 （參考值）
I=300 （參考值）
d=0 （參考值）
Sn=33
dIL=0
dIH=50
CF=0
Addr=3
dl=1
run=1
（2）副調節器
CtrL=1
P=15 （參考值）
I=200 （參考值）
d=0 （參考值）
Sn=32
dIL=0
dIH=50
CF=8
Addr=2
dl=1
run=1
（3）副調節器
CtrL=1
P=10 （參考值）
I=100 （參考值）
d=0 （參考值）
Sn=32
dIL=0
dIH=50
CF=8
Addr=1
dl=1
run=1
具體請詳細閱讀調節器使用手冊
6、在控制板上打開水泵1、電動調節閥。
7、在信號板上打開電動調節閥輸入信號、上水箱1輸出信號、上水箱2輸出信號、下水箱輸出信號。
8、打開計算機上的 MCGS運行環境，選擇“系統管理”下拉菜單中的“用戶登錄”。
9、出現如下窗口。
10、點擊“確認”，用戶登錄完畢。選擇“串級控制實驗”下拉菜單中的“三閉環液位串級控制實驗”。
11、出現如下的“三閉環串級控制實驗”窗口。
12、選擇儀表控制。
13、觀察計算機上的實時曲線和歷史曲線。
14、待系統穩定后，給定加個階躍信號，觀察其液位變化曲線。
15、再等系統穩定后，給系統加個干擾信號，觀察液位變化曲線。
六、實驗建議
調節器的PID參數可以反復湊試，逐步逼近達到很佳的整定，實際中，采用串級調節系統是為了提高主被調量（下水箱）精度和改善動態特性而設置的，因此對副調回路的質量指標沒有要求。而對主回路的質量指標要求高。犧牲副回路的質量，保證主回路的調節質量。所以副調節器比例作用強一些，取消積分作用，主調節器設置P、I、D參數即可。
七、思考建議
比較三容串級控制與雙容串級控制區別和控制的難易度，為什么。復雜控制系統的優點在哪里？
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