电工学院
《过程控制仪表》实验指导书
陈湘萍编写
适用专业：测控技术与仪器
贵州大学
二OO 七年八月
前言
本课程实验的目的是让学生模拟实际生产过程控制中广泛使用的主要控制仪表，调节器、变送器在整个控制系统中的作用。教学的基本要求：
1．掌握典型调节器的构成原理、线路结构和调校方法，掌握调节器中PID 参数的作用和调校方法。
2．掌握差压变送器、温度变送器的构成原理以及调校方法。
本课程设置两个实验：
实验一变送器的构成和调校
该实验是在学习了传感器零点和量程相互影响的相关知识的基础上开设，通过动手进行量程和零点的调校，有利于学生加深对这一知识点的理解。本实验属于验证性实验。
实验二一阶、二阶系统的模拟调节
该实验是在学习了PID调节器的基础上开设，实验目的是通过反复调节调节器的PID参数并在获得水箱响应曲线的基础上，体验比例（P），积分（I），微分（D）在实际调节过程中对控制对象的不同作用。加深对不同调节环节作用的理解，本实验属于综合性实验
目录
1、实验一：变送器的构成和调校································································4
2、实验二：一阶、二阶系统的模拟调节····················································7
3、实验报告基本内容要求·············································································11
4、实验报告格式·····························································································12
实验一：变送器的构成和调校
实验学时：2学时
实验类型：验证性
实验要求：必修
一、实验目的
1）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法
2）、掌握差压传感器零点的迁移方法。
3）、加深理解传感器零点与量程的相互影响
二、实验内容
1、设备组装与检查：
2、系统接线
3、启动实验装置：
4、仪表调整：
三、实验原理、方法和手段
系统结构框图如下所示
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图1-1、水位、压力、流量控制系统框图
四、实验组织运行要求
采用集中授课形式，以教师讲授实验原理及实验步骤、学生动手操作为主。
五、实验条件
TKGK-1实验台、万用表
六、实验步骤
1、设备组装与检查：
1）、将GK-07、GK-06、GK-05、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。并
将挂件的三蕊插头插于相应插座中。
2）、检查挂件电源开关是否关闭。
3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。
2、系统接线
1）、按照装置使用说明书中的GK-07交流变频调速控制箱的常用使用方法进行接线。
2）、将GK-05正给定信号接至GK-07变频器的VIA与GND端子。
3、启动实验装置：
1）、将实验装置电源插头接到220V市电电源。
2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。
3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，电压表指示220V。
4、仪表调整：
在GK-02模块左侧，设有四个控制参数的数显仪表，其输入接线柱分别接LT1、PT、LT2、FT、TT等相应传感器检测信号的输出（标准信号为0~5V DC）。表头的右侧各有二个电位器，可通过这些电位器调整零位和增益，在传感器校验实验时要使用，同时在实验进行之前，每次都应调整好传感器的零位和增益。
5．调试步骤如下：
1）、打开阀1、阀3，关闭阀7、阀8，（或者打开阀7、阀8，关闭阀1、阀3）关闭阀2、阀4，然后开启变频器，启动水泵，给上下水箱供水，使其液面上升至10cm高度，关闭变频器。
2）、用三根ø6的橡皮导气管（约0.6m长），使其一端（上端）竖直地插入上、
下水箱底部（上水箱插两根，下水箱插一根）。另一端（下端）完全裸露在大气中。
3）、将三根导气管的下端接到三个差压传感器（MPX2010DP）的正压室。
4）、将各增益调节电位器置于中间位置，然后调节零位调节电位器，使LT1
两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，LT2两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。
5）、开始零位调节：
a、打开阀2、阀4，排空上、下水箱中的水，关闭阀2、阀4。
b、调节“零位调节”电位器，使LT1、LT2和PT输出为零伏，显示器显示为00.00cm。注：稳定几分钟后进入下一步。
6）、开始增益调节：
a、启动齿轮泵，使上、下水箱水位上升至于10cm高度，然后再关闭齿轮泵。
b、调节“增益调节”电位器，使LT1、LT2显示器显示10.00cm，Pa显示器显示980Pa。7）、重复5、6步骤，复调零位和增益，以满足系统要求（传感器输出电压为3.33V伏时，LT1与LT2的显示值为10.00cm，Pa的显示值为980Pa）。
七、思考题
1．为什么零点和量程是相互影响的
实验二：一阶、二阶系统的模拟调节
实验学时：4学时
实验类型：综合性
实验要求：必修
一、实验目的
1）、熟悉单回路单容、双容液位控制系统的组成和工作原理。
2）、研究系统分别用P、PI和PID调节时的控制性能。
3）、定性地分析P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。
二、实验内容
（一）、比例（P）调节器控制
（二）、比例积分调节器（PI）控制
（三）、比例积分微分调节器（PID）控制
三、实验原理、方法和手段
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图2-1、双容水箱液位控制系统的方框图
图2-1为双容水箱液位控制系统。这也是一个单回路控制系统，它是有两个水箱相串联，控制的目的是使下水箱的液位高度等于给定值所期望的高度；具有减少或消除来自系统内部或外部扰动的影响。显然，这种反馈控制系统的性能完全取决于调节器Gc（S）的结构和参数的合理选择。由于双容水箱的数学模型是二阶的，故它的稳定性不如单容液位控制系统。
对于阶跃输入（包括阶跃扰动），这种系统用比例（P）调节器去控制，系统有余差，且与比例度成正比，若用比例积分（PI）调节器去控制，不仅可实现无余差，而且只要调节器的参数δ和Ti调节得合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的控制作用，从而使系统既无余差存在，又使其动态性能得到进一步改善。
四、实验组织运行要求
采用集中授课形式，以教师讲授实验原理及实验步骤、学生动手操作为主。
五、实验条件
TKGK-1实验台、万用表、秒表.
六、实验步骤
（一）、比例（P）调节器控制
1）、按图2-1所示的结构接成单回路的实验系统。其中被控对象是下水箱，被控制量是下水箱的液位高度。
2）、把调节器置于“手动”状态，其积分是时间常数置于最大处，微分作用开关设在“关”的位置，比例度设置于最大值处，“正-反”开关拔到“反”的方向，即此时的调节器为比例调节（P）。
3）、启动工艺流程并开启相关仪器和计算机程序，在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被调量调到给定值（一般把液面高度控制在水箱高度的50%处）。
4）、观察计算机显示屏的曲线，待被调量基本稳定于给定值后，即可将调节器的开关由“手动”位置拔到“自动”状态，使系统变为闭环控制运行。
5）、待系统的输出趋于平衡不变后，加入阶跃扰动信号（一般可通过改变设定值的大小来实现），经过一段时间运行后，系统进入了新的平衡状态。利用秒表和LT2液位指示仪表记录整个过渡过程曲线,计算系统的余差e ss和超调量σp的大小。
（二）、比例积分调节器（PI）控制
1）、在比例调节器控制实验的基础上，加上积分作用，即把“I”（积分）由最大处（“关”）旋至中间某一位置，观察被控制量是否能回到原设定值的位置，以验证系统在PI调节器控制下，系统对阶跃扰动无余差存在。
2）、固定比例度δ值（中等大小），给定一积分时间Ti值。然后加一阶跃扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线、调节时间t S、超调量σP。
注意: 过小的δ和过小的Ti都可能会导致系统的不稳定。
（三）、比例积分微分调节器（PID）控制
1）、在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，即把D打开。然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线，并与实验（二）PI控制下的曲线相比较，以看出微分D对系统性能的影响。
2）、选择合适的δ、Ti和Td ，使系统的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线（阶跃
输入可由给定值从50%增至60%来实现）。
七、思考题
1）、实验系统在运行前应做好哪些准备工作？
2）、为什么双容液位控制系统比单容液位控制系统难于稳定？
3）、有人说：由于积分作用增强，系统会不稳定，为此在积分作用增强的同时应增大比例度δ，你认为对吗？为什么？
4）、试用控制原理的相关理论分析PID调节器的微分作用为什么不能太大？
5）、为什么微分作用的引入必须缓慢进行？这时的比例度δ是否要改变？为什么？
6）、调节器参数（δ、Ti和Td）的改变对整个控制过程有什么影响？
八、实验报告
1）、画出、PI、PID控制时的阶跃响应曲线，并分析微分D对系统性能的影响。
2）、综合评价P、PI、和PID三种调节器对系统性能的影响。
实验报告的基本内容及要求
1．实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。对实验中的安全注意事项及可能出现的现象等做到心中有数，但这些不要求写在预习报告中。
2．实验记录
学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
3．实验总结
主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
贵州大学实验报告
学院：专业：班级：
过程控制与自动化仪表 PID控制仿真实验 1. 设有一温度控制系统，温度测量范围是 0 ~ 600℃，温度采用PID 控制，控制指标为 450±2℃。已知比例系数K 4 ,积分时间T 60 s ，微分时间T 5s， P I D 采样周期T 5s 。当测量值c(n) 448，c(n 1) 449 ，c(n 2) 442 时，计算 增量输出u(n)。若u (n 1) 1860 ，计算第 n 次阀位输出u (n)。 2. 下图为锅炉液位的控制方案，说明什么是被控变量、控制变量和干扰？请分析控制过程。 解：由图知，被控量是锅炉液位高度，控制变量是给水量的大小，干扰是释放的
蒸汽量。 控制过程：由液位变送器LT监控液位高度，当实际液位低于设定水位高度，液位控制器LC加大给水量，使得水流量增加，液位高度上升，直到接近设定水位高度；当实际液位高于设定水位，液位控制器LC减小给水量，使得水流量减少，从而使锅炉液位高度下降，接近设定水位高度。 3. 建立如下所示 Simulink 仿真系统图。 利用 Simulink 仿真软件进行如下操作： 1. 建立如图所示的 Simulink 原理图。 2. 双击原理图中的 PID 模块，浮现参数设定对话框，将 PID 控制器的积分增益和微分增益改为 0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例控制。 3. 进行仿真，观测系统的响应曲线，分析系统性能；然后调整比例增益，观察响应曲线的变化，分析系统性能的变化。 4. 重复(步骤 2,3)，将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例微分的作用。 5. 重复(步骤 2,3)，将控制器的功能改为比例积分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分的作用。 6. 重复(步骤 2,3)，将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分微分的作用。 7. 将 PID 控制器的积分微分增益改为 0，对系统进行纯比例控制。不断修改比例增益，使系统输出的过度过程曲线的衰减比 n=4，记下此时的比例增益值。 8. 修改比例增益，使系统输出的过度过程曲线的衰减比 n=2，记下此时的比例增益值。 9. 修改比例增益，使系统输出呈现临界振荡波形，记下此时的比例增益。 10.将 PID 控制器的比例、积分增益进行修改，对系统进行比例积分控制。不断修改比例、积分增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比 n=2,4,10，记下此时比例和积分增益。 11.将 PID 控制器的比例、积分、微分增益进行修改，对系统进行比例积分控制。不断修改比例、积分、微分增益，使系统输出的过度过程曲线的衰减比
过程控制实验指导书 实验一：对象动态特性 实验目的： 1、学习被控对象动态特性的工程测试方法。 2、掌握被控对象动态特性特征参数的求取方法。 实验要求： 1、预习被控对象有关章节；安排好实验计划；作好前期准备。 2、依据实验曲线求取被控对象动态特性的特征参数。 实验内容： 1、对象的动态特性： 下图为单位阶跃时输入系统输出测试曲线： 曲线1.1
实验报告： ⑴依据曲线1.1、1.2和1.3 求取对象动态特性的特征参数（K 、T 、τ）。由此确定闭环系统模型。 ⑵ 分别确定系统开环传递函数，并分别画出单位负反馈时系统动态结构图。 ⑶用SIMULINK 构建系统，比较仿真曲线与输出测试曲线。 ⑷比较曲线1.1、1.2和1.3，说明不同系统的动态特性在运动形态、特征参数等方面的异同。 实验二：调节器控制规律 实验目的： 1、熟悉SIMULINK 调节器模块的使用方法。 2、掌握调节器控制规律特征参数的整定方法。 实验要求： 1、预习调节器有关章节；安排好实验计划；作好前期准备。 2、用工程测试法绘制调节器的输出特性，求取PID 参数。 实验内容： 被控对象分别为)11.0)(1(2)(1++= s s s G p 和) 11.0(2 )(2+=s s s G p 分别对以上系统，构建下述调节器，研究调节器对输出特性的影响： 1、比例调节器的输出特性： ⑴ 用SIMULINK 构建比例控制系统。 ⑵ 设定值为单位阶跃信号，改变比例调节器的大小，观察对系统的影响。 2、比例积分调节器的输出特性： ⑴用SIMULINK 构建比例积分控制系统。 ⑵设定值为单位阶跃信号，改变比例积分调节器的大小，观察对系统的影响。注意调节器的整定顺序。 3、比例微分调节器的输出特性： ⑴用SIMULINK 构建比例微分控制系统。 ⑵改变比例微分调节器的大小，观察对系统的影响。注意调节器的整定顺序。 4、比例积分微分调节器的输出特性：
过程控制系统 实 验 指 导 书 自动化工程学院自动控制系
实验一实验装置* 学时数：2 实验目的： (1)了解过程控制系统实验装置的总体组成部分。 (2)了解各部分的主要构件及作用。 (3)特别应知道以下内容：各种被控对象的位置、检测元件的位置及 用途、执行器件(动力器件) 的位置及用途、供水管线各阀门与供 水方式间的关系、智能仪表的调节方式及含意。 实验原理: 一概述 “THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是由实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术及现场总线技术为一体的多功能实验设备。该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈-反馈控制，滞后控制、比值控制，解耦控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需要设计构成AI智能仪表，DDC远程数据采集，DCS分布式控制，PLC 可编程控制，FCS现场总线控制等多种控制系统。 被控对象 实验对象总貌图如图1-1所示： 被控对象由不锈钢储水箱、（上、中、下）三个串接有机玻璃水箱、4.5KW 三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。 检测装置 (1)压力传感器、变送器：三个压力传感器分别用来对上、中、下三个 水箱的液位进行检测，其量程为0～5KP，精度为0.5级。采用工业 用的扩散硅压力变送器，带不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技 术，对传感器温度漂移跟随补偿。采用标准二线制传输方式，工作 时需提供24V直流电源，输出：4～20mADC。 (2)温度传感器：装置中采用了六个Pt100铂热电阻温度传感器，分别用 来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（有3个测试点）以及上水箱出 口的水温。Pt100测温范围：-200～+420℃。经过调节器的温度变送 器，可将温度信号转换成4～20mA直流电流信号。Pt100传感器精 度高，热补偿性较好。 (3)流量传感器、变送器：三个涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控 制的动力支路、由变频器控制的动力支路及盘管出口处的流量进行 检测。它的优点是测量精度高，反应快。采用标准二线制传输方式，
过程控制及仪表实验指导书 襄樊学院
实验装置的基本操作与仪表调试 一、实验目的 1、了解本实验装置的结构与组成。 2、掌握压力变送器的使用方法。 3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。 二、实验设备 1、THKGK-1型过程控制实验装置 GK-02 GK-03 GK-04 GK-07 2、万用表一只 三、实验装置的结构框图 图1-1、液位、压力、流量控制系统结构框图 四、实验内容 1、设备组装与检查： 1）、将GK-02、GK-03、GK-04、GK-07挂箱由右至左依次挂于实验屏上。并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。 2）、先打开空气开关再打开钥匙开关，此时停止按钮红灯亮。 3）、按下起动按钮，此时交流电压表指示为220V，所有的三芯蓝插座得电。 4）、关闭各个挂件的电源进行连线。
2、系统接线： 1）、交流支路1：将GK-04 PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负），GK-07的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U1、V1、W1”输入端；GK-07 的“SD”与“STF” 短接，使电机驱动磁力泵打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STR”短接）。 2）、交流支路2：将GK-04 PID调节器的给定“输出”端接到GK-07变频器的“2”与“5” 两端（注意：2正、5负）；将GK-07变频器的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U2、V2、W2”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机正转打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。 3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节） 在GK-02挂件上面有四组传感器检测信号输出：L T1、PT、L T2、FT（输出标准DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应水位高度、压力、流量的值。对象系统左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，当拧开其右边的盖子时，它里面有两个3296型电位器，这两个电位器用于调节传感器的零点和增益的大小。（标有ZERO的是调零电位器，标有SP AN的是调增益电位器） 4、调试步骤如下： 1)、首先我们在水箱没水时调节零位电位器，使其输出显示数值为零。 2）、用交流支路1打水（也可以用交流支路2打水）：打开阀1、阀3、阀4，关闭阀5、阀6、阀7，然后开启GK-07变频器及GK-04给定启动三相磁力泵给上、下水箱打水，使其液面均上升至10cm高度后停止打水。 3）、看各自表头显示数值是否与实际水箱液位高度相同，如果不相同则要调节增益电位器使其输出大小与实际水箱液位的高度相同，同法调节上、下水箱压力变送器的零位和增益。 4）、按上述方法对压力变送器进行零点和增益的调节，如果一次不够可以多调节几次，使得实验效果更佳。 五、预习 熟读本书第一部分THKGK-1型过程控制实验装置产品使用说明书的相关内容。 六、实验报告 自行绘制表格测出压力变送器的特性。
过程控制装置实验指导书 河北理工大学计控学院 实验中心
目录 实验一DBW热电阻温度变送器的调校 (3) 实验二调节器的认识和校验 (5)
实验一DBW热电阻温度变送器的调校 一、实验目的 1．熟悉和掌握变送器的结构及工作原理 2．学会热电阻温度变送器的零点调整量程调整精度检验方 二、实验仪器及设备 1 DBW—1240型热电阻温度变送器 2 直流电源一台 3 ZX54电阻箱一台 4 电流表一块 三、实验步骤及方法 1 接线： + - 温度变送器接线图
2 零点与量程调整 用直流精密电阻箱代替Rt，根据仪表测量范围调节Rt（本仪表在外壳上已表注为0—100°C范围）,调节电阻箱使其值为相应的下限热电阻值.同时调节调零电位器,使输出为4mA或1V.调节电阻箱使其为上限温度所对应的热电阻值,同时调节量程电位器,使输出为20mA或5V,反复进行多次直到“零点”和“满度”都满族要求为止. 3 精度检验 零点和满度调好后,调节Rt(即电阻箱),分别给出(T上-T下)的0％、25％、50％、75％、100％所对应的热电阻值再加上 R t下，其输出分别为4mA、8mA 、12mA、16mA、20mA.。否则应进行调整或检查出故障予以排除。 4 数据处理 附表：铂电阻分度表，分度号：Pt100 R0=100.00Ω
实验二调节器的认识和校验 一、实验目的 1、熟悉调节器的外型结构，掌握调节器的操作方法，从而进一步理解调节器的工作原理及整机特性。 2、熟悉调节器的功能，了解调节器各可调部件的位置及作用。 3、掌握调节器的主要技术性能的调校、测试方法。 二、实验装置 （一）实验所需仪器、设备 1、调节器 2、电流表 3、直流稳压电源 4、250欧姆电阻 （二）接线端子说明 1 2 端1～5V电压输入端， 2 3 端0.2～1V电压输入端， 2 3 4端热敏电阻输入端， 5 7端4～20mA电流输出端， 9 10端220V电源输入端， 17 18端温度变送输出端。 三、实验指导 1、调节器的主要性能技术指标 输入信号：1～5VDC 外给定信号：0.2～1V 输出信号：4～20mADC 负载电阻：250～750Ω 电源：100 ～240VAC 2、实验注意事项 （1）接线时注意电源的种类、极性，严防接错电源。 （2）通电前应请指导老师确认无误后方可通电。 （3）动手调校前，应搞清调节器各部件的作用，凡实验中未设计的可调元件一律不得擅自调整。 （4）调节器在调校前应预热15分钟。 （5）实验前先准备好实验记录数据表2-2和表2-3，并预习数据处理的各项误差计算公式。 四、实验原理 调节器的主要功能是接受变送器送来的测量信号Vi，并将它与给定信号Vs进行比较得出偏差ε，对偏差ε进行PID连续运算，通过改变PID参数，可改变调节器控制作用的
北方民族大学 Beifang Ethnic University 《过程装备控制技术应用》课程实验指导书 北方民族大学教务处
北方民族大学 《过程控制技术及应用》课程实验指导书 编著姜国平、刘天霞、汤占歧 校审 北方民族大学教务处 二〇一〇年六月
前言 过程装备控制技术实验室是为化工学院过程装备控制工程、化学与化学工程两个专业开设的实验课程。该实验装置主要以MPCE—1000实验系统为主，在实验教学过程中，充分强调培养学生的工艺对象分析能力、现场动手能力、控制方案综合设计能力、系统化思维能力及最新控制技术的应用能力。该实验室目前承担7个综合实验和一个开放实验的任务。实验内容多样且灵活，设备、管道、工艺参数、执行机构、控制点均可自定义，结合化工仿真软件使学生了解和熟悉化工生产过程中常见参数的控制方法及控制中常用的控制器件，如各种仪表的性能、使用方法和使用场合；了解并学会工业控制中仪表、测量、执行器的成套方法，学会按照实际被控系统要求进行实际控制系统的设计和实现；培养学生观察问题，分析问题和实验数据处理的能力，提高相关学科知识的综合运用能力；使学生了解和掌握用科学实验解决工程问题的方法。
目录 第一部分绪论 第二部分实验任务及要求 一、本课程实验的作用与任务 二、本课程实验的基础知识 三、本课程实验教学项目及其教学要求 第三部分基本实验指导 实验一流量自衡过程动态特性测试 实验二流量非自衡自衡过程动态特性测试 实验三液位自衡动态特性测试 实验四反应温度非自衡过程 实验五一阶惯性通道传递函数模型测试 实验六衰减振荡法液位PID控制器参数整定 实验七气体压力PID单回路控制系统的设计与整定
先进过程控制系统 实验指导书 过程控制系统实验 (2) 实验一组合型过程控制系统简介及过程控制演示 (2) 实验二传感器、执行器实验 (8) 实验三系统动态特性的测试 (10) 实验四液位单回路控制系统的设计及参数整定 (12) 实验五PLC和DCS综合控制演示 (14) 仿真实验 (24) 实验一MATLAB与SIMULINK熟悉实验 (24) 实验二过程参数PID控制仿真 (25) 实验三复杂过程对象PID控制仿真 (26) 实验四非线性控制时滞系统迭代学习控制算法仿真 (27) 实验五利用输入-输出的模型参考自适应控制系统的设计与仿真 (34)
过程控制系统实验 实验一组合型过程控制系统简介及过程控制演示 一、FESTO紧凑型过程控制系统介绍 FESTO紧凑型过程控制系统如图1-1所示，在这套系统上，我们可以进行液位、温度、压力、流量的控制。 图 1-1 二、组合式过程控制系统介绍 结合过程计算机控制系统理论的学习，我们研制了一套组合式过程控制系统，这套系统可以通过灵活、方便的管路组合，实现过程控制中的五种典型控制方式—单回路控制，串级控制、前馈控制、均匀控制和比值控制。
三、主要仪器与设备 1、计算机 2、接口研华 USB-4711A USB-4711A系列包括即插即用数据采集模块，因此无需再打开您的计算机机箱来安装板卡。仅需插上模块，便可以采集到数据，简单高效。USB-4711A 是给任何带有USB端口的计算机增加测量和控制能力的最佳途径。它通过USB 端口获得所有所需的电源，所以它无需连接外部的电源。USB-4711A在一块卡上包含了所有的数据采集功能，如：16路AI，2路AO，8路DI，8路DO，1路32位计数器，其中A/D数据采集为12位。USB-4711A板卡的如图1-2。 图 1-2 USB-4711A板卡
一、过程控制仪表认识实验 一、实验目的 1、熟悉装置的具体结构、明确各部件的作用。 2、掌握常用传感器的工作原理及使用方法。 二、实验内容 1、水箱 本装置包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱，上、中、下三个水箱都有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽和溢流槽。实验时，水流首先进入缓冲槽（可减小水流对工作槽的冲击），当缓冲槽中注满水时，水流便溢出到工作槽。 整个装置的管道都采用铝塑管，以防止阀门生锈。 打开储水箱后的小球阀可排出水箱中的水，另外还可排出空气，以防抽不上水。 2、微型锅炉、纯滞后系统、热电阻 本装置采用锅炉进行温度实验，锅炉用不锈钢材料制作，共有四层，从内向外依次是加热层、冷却层、溢流层和纯滞后管道层（盘管长达20米）。 热电阻为Pt100，三线制工作。 温度变送器内部已有内置电源，不能再接外加电源。 系统用2Kw的加热丝进行加热，并采用可控硅移相触发模块（移相触发角与输入电流成正比），本模块输入为4—20mA的标准电流，输出为380V的交流电。 3、液位传感器 本装置采用扩散硅压力变送器（不锈钢隔离膜片），标准二线制进行传输，因此工作时需要串接24V电源。 压力变送器通电15分钟后，方可调整零点和量程。使用的原则是：没通电，不加压；先卸压，再断电。 零点调整：在水箱液位为零时，调整输出电流表的读数为4mA。 满量程调整：在水箱加满水时，调整输出电流表的读数为20mA。
调整的原则是：先调零点，再调满量程，要反复多次调整（满量程调整后会影响零点）。 4、电动调节阀 采用德国PS公司生产的PSL 202型智能电动调节阀。调节阀由220V50HZ电源供电。工作环境温度为-20—70摄氏度，输入信号为4—20mA的控制信号，输出信号为4—20mA 的阀位信号。 5、变频器 采用日本三菱FR-S520变频器，内控为0—50HZ，外控为4—20mA，可通过控制屏上的双掷开关进行切换。 内控：上电时，EXT灯先亮，开关打到内控，Run灯亮，开始内控变频控制水泵。 外控：开关打到外控，按PU/EXT键，使EXT灯亮，按Run运行，按Stop停运。 内外控切换时，要注意按键和开关配合使用。 6、水泵 采用丹麦格兰富水泵，扬程高达10米，噪音很低。 7、流量计 流量计由流量传感器和转换器组成。 采用LDS-10S型电磁流量传感器，其流量为0—0.3立方米/秒，压力为1.6Mpa，4—20mA 标准输出，可与显示、记录仪表、积算器配套，避免了涡轮流量计非线性与死区大的缺点。 转换器采用LDZ-4型电磁流量转换器。 它为内置电源。 8、调节器 采用上海万迅公司的AI全通用人工智能调节器。708型为模糊控制器，818型为PID 控制器。 输入为1、2端子，输入为1—5V。 输出为7、8端子，输出为4—20mA。 主要功能是：接受反馈信号Vi，与给定Vs进行比较，得到偏差，并对偏差进行PID连续运算，通过改变PID参数，可改变控制作用。
《过程控制与自动化仪表》 课程教案
一、相关知识 1. 自动控制定义 是指在没有人直接参与的情况下，利用外加设备或控制装置使生产 过程或被控对象中的某一物理屋或多个物理虽自动地按照期望的规律 运行或变化。这种外加的设备或控制装置就称为自动控制装置。 2. 过程控制定义 是指根据工业生产过程的特点，采用测虽仪表、执行机构和计算机 等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业 生产过程的自动化。 3. 发展过程 (1 ) 20世纪50年代，单输入单输出的单回路定值控制系统，多采 用基地式仪 表、气动组合仪表和气动仪表控制器来完成简单控制。 (2 ) 20世纪60年代，集中控制及直接数字控制。电动仪表开始使 用，并逐步 取代气动仪表，单元组合式仪表和组装式仪表。 (3 ) 20世纪70年代，集散控制系统(DCS 先进控制技术、数字 化仪表、计 算机，特别是网络通信技术的进一步发展，体现“分散控制， 集中管理“的理念。 (4 ) 20世纪70年代，集散控制系统(DCS 先进控制技术、数字 化仪表、计 算机，特别是网络通信技术的进一步发展，体现“分散控制， 集中管理“的理念。 4. 开环与闭环的概念 (1 )开环控制系统 开环控制是最简单的一种控制方式。它的特点是，仅有从输入到输 出的前向通路，而没有从输出到输入的反馈通路。 缺点：控制精度取决于组成系统的元件的精度，因此对元器件的要 求比较高。由 于输出屋不能反馈回来影响控制部分，所以输出虽受扰动 信号的影响比较大，系统抗干扰能力差。 案例分析： 教学 时间 教学内容 85 分钟 (大屏幕投 影) 讲解过程控 制的基本 概 (大屏幕投 影) 解说开环控 制 系统，举例 分析，让学生 加深印象
《检测与过程控制技术》八个实验 1.实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验（前三个实验相关章 节：压力检测） (1) 2.实验二金属箔式应变片半桥性能实验 (3) 3.实验三金属箔式应变片全桥性能实验 (5) 4.实验十四电容式传感器的位移实验（相关章节：物位检 测） (6) 5.实验三十五热电偶测温性能实验（相关章节：温度检测） (7) 6.实验三十七热电阻测温特性实验（相关章节：温度检 测） (8) 7.实验三十九气体流量的测定实验*（相关章节：流量检测） (9) 8.温度测量控制实验（相关章节：PID控制规律） (10) ①实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理： 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε 式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。（E为供桥电压）。 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。
四、实验步骤： 1、根据图（1-1），应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R 2、R 3、R4标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=1KΩ，加热丝阻值约为50Ω左右。 2、实验模板差动放大器调零，方法为：①接入模板电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，②将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档），完毕关闭主控箱电源。 3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7在模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入），检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。
实验三扩散硅压力变送器实验 1 实验原理及目的 a) 掌握扩散硅压力变送器工作原理，了解扩散硅压力变送器的外型、结构、组 成，加深对变送器信号转换原理的理解； b) 熟悉变送器的输入、输出特性； c) 熟悉变送器的实验配置、连接及实验仪器的使用等； d) 掌握变送器零点、量程的调整方法及检测方法； e) 掌握检测数据的处理。 2 实验内容 a) 变送器零点、量程调整； b) 变送器基本性能检测：包括基本误差、回差、非线性误差； c) 变送器死区检测； d) 变送器输出交流分量检测。 3实验设备 被测仪表：扩散硅压力变送器 实验仪器：压力发生器、精密电阻箱、万用表 4实验准备 a) 阅读被测仪表说明书，结合实物，了解结构、组成，了解技术参数（包括供 电电源、使用环境、量程范围、测量范围、输出信号、精度等级等），同时 了解零点、量程的调整方法、使用方法和注意事项等； b) 阅读实验仪器说明书，了解其使用和注意事项； c) 按下图进行测试系统的连接
d) 检查线路无误，且电阻箱置于250Ω后，方能打开电源进行测试，取输出 电流在电阻箱（250Ω）上的压降作为输出测量值。 5 实验方法 a) 零点、量程调整 ——输入量程0%信号，调变送器零点调节电位器，使输出满足精度要求； ——输入量程100%信号，调变送器量程调节电位器，使输出满足精度要求； ——输入信号回到量程的0%，观察输出满足精度要求吗？满足，检查输入50%时输出精度是否满足要求？满足，调试结束，否则，重复a、b，直 到满足要求。 一般往返调试三遍，就能使变送器精度满足要求。 b) 基本性能测试 在测试正式开始之前应使被测变送器和试验设备在所允许的规定条件下使其稳定，对所有可能影响试验的条件随时进行观察，并作相应记录。 测试点应包括上、下限值在内的至少五个点，如0％、25％、50％、75％、100％，这些测试点应均匀分布在整个测量范围内。 在测试正式开始之前，变送器应从0％到100％，然后再从100％到0％的全范围内移动三次，测试时输入信号必须按初始输入信号的同一方向
过程控制系统实验指导书编制于忠得扬增平 大连轻工业学院信息科学与工程学院
前言 本实验指导书是根据“过程控制系统课程教学大纲”的要求，结合浙江天煌科技实业有限公司提供的“THJ－3型高级过程控制实验装置”的资源情况编制的。旨在满足自动化本科“过程控制系统”课程8～10学时实验需要。 通过实验，希望能够使学生在以下几个方面学习和提高实验技能，加深对本门课程理论知识的掌握。 1、变送器特性的认识及零点迁移与满度调整； 2、自动化仪表的初步使用； 3、变频器的基本原理和初步使用； 4、电动调节阀的流量特性和原理； 5、测定被控对象特性的方法； 6、单回路控制系统的投运与参数整定； 7、串级控制系统的投运参数整定； 8、比值控制回路系统的投运参数整定； 9、控制参数对控制系统控制质量指标的影响； 10、控制系统的设计、计算、分析、接线、投运。
目录 THJ-3型过程控制系统实验装置简介 (3) 实验一过程控制系统操作实验 (12) 实验二单容水箱液位特性测试实验 (13) 实验三液位单回路系统实验 (18) 实验四水箱液位流量串级系统实验 (21) 实验五单闭环流量比值系统实验 (25)
THJ-型过程控制系统实验装置简介 本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路：一路由三（380V交流）磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成；另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵（220V变频）、涡轮流量计及手动调节阀组成。 一、被控对象 1、对象组成 由不锈钢储水箱、上、中、下三个串接有机玻璃圆筒形水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成)、冷热水交换盘管和敷塑不锈钢管道组成。 水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用优质淡蓝色圆筒型有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均为：d=25cm,h=20 cm；下水箱尺寸为：d=35cm,h=20 cm。水箱结构非常独特，有三个槽，分别是缓冲槽，工作槽，出水槽。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶液位单回路控制实验和双闭环、三闭环液位串级控制等实验。储水箱是采用不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52㎝×43㎝完全能满足上、中、下水箱的实验需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，防止两套动力支路进水时有杂物进入泵中。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙，由二层组成：加热层（内胆）和冷却层（夹套）。做温度单回路实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都有温度传感器检测其温度，可完成温度的串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。 盘管：长37米（43圈），可做温度纯滞后实验，在盘管上有三个不同的
单回路控制系统实验 单回路控制系统概述 实验三单容水箱液位定值控制实验 实验四双容水箱液位定值控制实验 实验五锅炉内胆静（动）态水温定值控制实验 实验三 实验项目名称：单容液位定值控制系统 实验项目性质：综合型实验 所属课程名称：过程控制系统 实验计划学时：2学时 一、实验目的 1．了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2．掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4．了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验内容和（原理）要求 本实验系统结构图和方框图如图3-4所示。被控量为中水箱（也可采用上水箱或下水箱）的液位高度，实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控制。 三、实验主要仪器设备和材料 1．实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个； 2．SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根； 3．SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。 四、实验方法、步骤及结果测试 本实验选择中水箱作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全开，将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度，其余阀门均关闭。 具体实验内容与步骤按二种方案分别叙述。 （一）、智能仪表控制 1．按照图3-5连接实验系统。将“LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ON” 的位置。
《工业自动化仪表与过程控制》实验指导书 授课学时：8课时 授课班级：芙蓉自动化0901、0902 授课学期：2012年上学期 授课教师：敖章洪
工业自动化仪表与过程控制实验项目一览表 实验参考书： https://www.doczj.com/doc/0919491470.html,GK-1型操作说明书.实验指导书
实验一实验装置的基本操作与仪表调试实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必做 一、实验目的 1）、了解本实验装置的结构与组成。 2）、掌握液位、压力传感器的使用方法。 3）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。 二、实验设备 1) TKGK-1型过程控制实验装置： 交流变频器GK-07-2 直流调速器GK-06 PID调节器GK-04 2)万用表 三、实验装置的结构框图 图1-1、液位、压力、流量控制系统的结构框图 四、实验内容 1、设备组装与检查： 1）、将GK-07-2、GK-06、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。
2）、检查挂件的电源开关是否关闭。 3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。 2、系统接线 1）、直流部分：将一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK06的控制电压“输入”；GK06的“电枢电压”和“励磁电压”输出端分别接GK01的直流他励电动机的“电枢电压”和“励磁电压”输入端。 2）、交流部分：将另一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”端接GK-07-2变频器的“2”与“5”接线端；将GK-07-2变频器的输出“A、B、C”接GK-01上三相异步电机的“A、B、C”输入端；将三相异步电机接成三角形，即“A”接“Z”、“B”接“X”、“C”接“Y”；GK-07-2 的“SD”接“STR”使电机正转打水，（若此时电机为反转则“SD”接“STF”）。 3、启动实验装置： 1）、将实验装置电源插头接到~220V市电电源。 2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。 3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，交流电压表指示220V。 4、仪表调整：（仪表的零位与增益调节） 在GK-02装置结构展示屏的左侧，有五组传感器检测信号输出：LT1、PT、LT2、FT、TT（输出标准信号DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应的输出值。在LT1、PT、LT2数字显示器的右边各有二个电位器，可通过这些电位器调整相应传感器的零位和增益，在每次实验进行之前，必须作好这些准备工作。 调试步骤如下： 1)、将三根?6的橡皮导气管（约0.6m长）的一端分别竖直地插入上、下水箱底部（上水箱两根，下水箱一根），再将它们的另一端接到三个差压传感器（MPX2010DP）的正压室。 2）、打开阀1、阀3，关闭阀7、阀8，（或者打开阀7、阀8，关闭阀1、阀3）关闭阀2、阀4、阀5、阀6，然后开启变频器（或直流调速器），启动一个齿轮泵，给上、下水箱供水，使其液面均上升至10cm高度，关闭变频器（或直流调速器）。 3）、将各增益调节电位器置于中间位置，然后调节零位调节电位器，使LT1 两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，LT2两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。 4）、零位调节 a、打开阀2、阀4，排空上、下水箱中的水，关闭阀2、阀4。 b、调节“零位调节”电位器，使LT1、LT2和PT输出为零伏，显示器显示为 00.00cm。注：稳定几分钟后进入下一步。 5）、开始增益调节： a、启动齿轮泵，使上、下水箱水位上升至于10cm高度，然后再关闭齿轮泵。 b、调节“增益调节”电位器，使LT1、LT2显示器显示10.00cm，Pa显示器显示980Pa。 6）、重复实验步骤4、5，反复调整零位和增益，使上、下水箱水位为零时，LT1、LT2、PT输出都为0V（显示器显示00.00）；上、下水箱水位上升至于10cm高度时，LT1两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，LT2两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。
过程控制及仪表实验指导书 过程控制系统及仪表 实验指导书 潘岩左利 长沙理工大学 电气与信息工程学院 20XX年4月 1 目录 第一章系统概述第二章实验装置介绍 一、THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置二、THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台三、软件介绍 四、实验要求及安全操作规程第三章实验内容 实验一、单容自衡水箱液位特性测试实验实验二、双容水箱特性的测试实验实验三、单容液位定值控制系统实验 2 第一章系统概述 THSA-1型过程综合自动化控制系统(Experiment Platform of Process Synthetic automation Control system)THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置、THSA-1
型综合自动化控制系统实验平台及上位监控PC机三部分组成。如图1-1所示。 图1-1 THSA-1过程综合自动化控制系统实验平台 该套实验装置紧密结合工业现场控制的实际情况，能够对流量、温度、液位、压力等变量实现系统参数辨识，并能够进行单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、滞后控制、比值控制、解耦控制等多种控制实验，是一套集成了自动化仪表技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术及现场总线技术等的多功能实验设备。 THSA-1型过程综合自动化控制系统能够为在校学生和相关科研人员提供有力帮助。学生通过学习，应对传感器特性及零点漂移有初步认识，同时能掌握自动化仪表、变频器、电动调节阀等仪器的规范操作，并能够整定控制系统中相关参数。 这套实验设备综合性强，所涉及的工业生产过程多，所有部件均来自工业现场，严格遵循相关国家标准，具有广泛的可扩展性和后续开发功能，有利于培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的创新能力. 整套实验装置的电源、控制屏均装有漏电保护装置，装置内各种仪表均有可靠的自保护功能，强电接线插头采用封闭式结构，强弱电连接采用不同结构接头，安全可靠。 3
化工仪表及自动化实验指导书 （过控装备与控制工程教研室） 南昌大学环境与化学工程学院 二0 一0 年五月 本实验指导书系根据《过程装备控制技术与应用》课程及实验室已有设备而设置的实验内容编写的。通过实验操作，使学生增强感性认识，加深对书本理论知识的理解，提高动手能力，熟悉和掌握仪表实验工作的一般方法，为将来的实验工作和科学研究打下基础。 实验要求 在实验过程中，务必做到以下几点： 1、实验前必须预习有关实验内容； 2、进入实验室后，应首先认真听取实验介绍，以提高操作效率； 3、熟悉并检查实验装置的组成部分及连线； 4、按实验要求连接实验装置后，需经老师检查方可进行操作； 5、实验过程中，应遵守实验室的规章制度，爱护设备。在实验过程中未按操作步骤进行而 造成仪器、设备、工具等损坏以及发生事故，待查明原因后，按学校有关规定予以赔偿； 6、实验后，各小组须整理清点实验工具，并交老师核查； 7、按实验具体要求，认真完成实验报告。 在做实验报告时应注意以下几点： 1、明确实验目的； 2、了解实验内容；
3、熟悉实验装置; 4、掌握实验方法; 5、制定实验步骤; 6、处理实验数据（数据准确、表格合理、图形清晰）； 7、得出实验结果； 8、提出分析建议（注意现象，分析误差等原因）。 目录 一、实验一弹簧管压力表的校验 (5) 二、实验二热电偶与动圈仪表的配套使用 (7) 三、实验三自动电子电位差计的校验 (10) 四、实验四自动电子平衡电桥的校验 (12) 五、实验五XMZ-102数显仪表的校验 (13) 六、实验六XMZ-101数显仪表的校验 (14) 七、实验七电容式差压变送器认识与校验 (15) 实验一弹簧管压力表的校验 一、实验目的: 1、熟悉工业用弹簧管压力表的构造、工作原理及校验方法; 2、掌握压力校验器的基本结构原理和操作方法。 实验设备
化工仪表及自动化实验指导书
电气工程学院
安全注意事项 安全注意事项： 在安装、操作、维护或检查本系统之前，一定仔细阅读以下安全注意事项。在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注意事项以后使用。 防止触电尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下安全 事项。 1. 2. 3. 4. 5. 当通电或正在运行时，请不要进行任何维护、维修操作，不要打开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否则会发生触电的危险。 即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子，否则接触各种充电回路可能造成触电事故。 请不要用湿手操作设定各种旋钮及按键，以防止触电。 对于电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。否则可能会导致触电。 包括布线或检查在内的工作都应由专业技术人员进行。在开始布线或维修之前，请断开电源，经过10 分钟以后，用万用表等检测剩余电压后进行。 防止烫伤 1. 不要接触热水管道，避免高温烫伤。在热水没有冷却时，不要打开锅炉，不要进行任何维修维 护工作。 2. 请尽量控制水温在70 度以下，以免高温烫伤，提高产品寿命。 防止损坏 1. 2. 3. 4. 5. 6. 在水泵运行状态，绝对禁止进行水泵切换控制操作，否则可能损坏变频器。在水箱水位没有达到一定高度，不能启动调压器输出，否则可能损坏加热器。该系统增加了硬件的连锁保护，但是也要在操作时注意。 系统应远离可燃物体。系统发生故障时，请断开电源。否则系统可能因电流过大导致火灾。各个端子上加的电压只能是使用手册上所规定的电压，以防止爆裂、损坏等等。确认电缆与正确的端子相连接，否则，可能会发生爆裂、损坏等等事故。始终应保证正负极性的正确，以防止爆裂、损坏等。
过程控制实验指导书 授课学时：16课时 授课专业：自动化 授课教师：姜倩倩
目录 过程控制实验项目一览表 ............................................................................................ - 1 - 实验一：一阶系统数学模型的建立 ............................................................................ - 2 - 实验二：PID控制器参数自整定............................................................................... - 4 - 实验三水箱液位PID控制........................................................................................ - 8 - 实验四水箱压力的PID调节控制 .......................................................................... - 14 - 实验五串级水位控制系统设计 ............................................................................ - 17 - 实验六前馈-反馈控制系统仿真实验 .................................................................... - 19 - 实验七单片机液位控制系统 .................................................................................. - 22 - 实验八单容液位PLC控制 ...................................................................................... - 25 -