过控实验报告
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实验报告课程名称:过程控制系统实验项目名称:被控对象特性测试实验日期与时间: 2022.07 指导教师:班级:姓名:学号:成绩:一、实验目的要求1.了解控制对象特性的基本形式。
2.掌握实验测试对象特性的方法,并求取对象特性参数二、实验内容本节实验内容主要完成测试对象特性,包含以下两部分内容:1.被控对象特性的实验测定本实验采用飞升曲线法(阶跃向应曲线法)测取对象的动特性。
飞升曲线是指输入为阶跃信号时的输出量变化的曲线。
实验时,系统处于开环状态,被控对象在某一状态下稳定一段时间后,输入一阶跃信号,使被控对象达到另一个稳定状态,得到被控对象的飞升曲线。
在实验时应注意以下的一些问题:1)测试前系统应处于正常工作状态,也就是说系统应该是平衡的。
采取一切措施防止其他干扰的发生,否则将影响实验结果。
2)在测试工作中要特别注意工作点与阶跃幅度的选取。
作为测试对象特性的工作点,应该选择正常工作状态,也就是在额定负荷及正常的其他干扰下,因为整个控制过程将在此工作点附近进行。
阶跃作用的取值范围为其额定值的 5-10%。
如果取值太小,由于测量误差及其它干扰的影响,会使实验结果不够准确。
如果取值过大,则非线性影响将扭曲实验结果。
不能获得应有的反应曲线,同时还将使生产长期处于不正常的工作状态,特别是有进入危险区域的可能性,这是生产所不能允许的。
3)实验时,必须特别注意的是,应准确地记录加入阶跃作用的计时起点,注意被调量离开起始点时的情况,以便计算对象滞后的大小,这对以后整定控制器参数具有重要的意义。
4)每次实验应在相同的条件下进行两次以上,如果能够重合才算合格。
为了校验线性,宜作正负两种阶跃进行比较。
也可作不同阶跃量的实验。
2.飞升曲线数据处理在飞升曲线测得以后,可以用多种方法来计算出所测对象的微分方程式,数据处理方法有面积法、图解法、近似法等。
面积法较复杂,计算工作量较大。
近似法误差较大,图解法较方便,误差比近似法小。
一、实训概况一、实训时间:2023年X月X日至2023年X月X日二、实训地点:XX大学工程实训中心三、实训指导教师:XX老师四、实训目的:1. 熟悉过控仿真软件的基本操作和功能;2. 掌握过控系统的建模方法;3. 学会使用仿真软件对过控系统进行动态分析;4. 提高解决实际过控问题的能力。
二、实训内容一、过控仿真软件简介1. 软件名称:XX过控仿真软件2. 软件功能:系统建模、参数设置、仿真运行、结果分析等3. 软件特点:操作简单、功能强大、界面友好二、过控系统建模1. 建模方法:根据实际过控系统,采用模块化建模方法,将系统分解为若干模块,分别建立各个模块的数学模型。
2. 建模步骤:(1)分析过控系统,确定系统组成及各模块功能;(2)根据系统特性,选择合适的数学模型;(3)建立各个模块的数学模型;(4)将各个模块的数学模型连接起来,形成完整的系统模型。
三、仿真运行与结果分析1. 仿真运行:设置仿真参数,启动仿真运行,观察系统动态变化。
2. 结果分析:分析仿真结果,与实际系统进行比较,验证模型的准确性。
3. 仿真结果分析步骤:(1)观察系统响应曲线,分析系统稳定性;(2)分析系统动态性能,如上升时间、调节时间、超调量等;(3)优化系统参数,提高系统性能。
四、实训心得一、实训收获1. 熟练掌握了XX过控仿真软件的基本操作和功能;2. 学会了过控系统的建模方法,提高了解决实际过控问题的能力;3. 深入了解了过控系统的动态特性,为今后的研究工作奠定了基础。
二、实训体会1. 过控仿真技术在工程实际中具有广泛的应用,熟练掌握仿真软件是提高工程技术人员能力的重要途径;2. 在实训过程中,要学会理论与实践相结合,不断提高自己的动手能力和创新能力;3. 团队合作在实训过程中至关重要,要学会与同学相互配合,共同完成任务。
五、总结通过本次过控仿真实训,我深刻认识到过控仿真技术在工程实际中的应用价值,掌握了过控系统的建模方法和仿真分析技巧。
过程控制实验报告过程控制实验报告引言:过程控制是一种重要的工程控制方法,广泛应用于工业生产、环境保护、交通运输等各个领域。
本实验旨在通过对过程控制的实际操作,理解和掌握过程控制的基本原理和方法。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个简单的过程控制系统,了解过程控制的基本概念和原理,并通过实际操作掌握过程控制的方法和技巧。
二、实验装置和原理实验所用的装置是一个温度控制系统,由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器负责测量温度,控制器根据测量值与设定值的差异来控制执行器的动作,从而实现温度的控制。
三、实验步骤1. 将温度传感器安装在被控温度区域,并连接到控制器上。
2. 设置控制器的参数,包括设定值、比例系数、积分时间和微分时间等。
3. 打开控制器,开始实验。
观察温度的变化过程,并记录实验数据。
4. 根据实验数据分析控制效果,并对控制器的参数进行调整,以达到更好的控制效果。
5. 重复步骤3和4,直到达到满意的控制效果。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们观察到温度的变化过程,并记录了实验数据。
通过对实验数据的分析,我们可以评估控制效果的好坏,并对控制器的参数进行调整。
五、实验总结与体会通过本次实验,我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
实践操作使我们更加熟悉了过程控制的过程和技巧。
同时,我们也体会到了过程控制在工程实践中的重要性和应用价值。
六、实验改进与展望本次实验中,我们采用了简单的温度控制系统进行实验。
未来可以进一步扩展实验内容,涉及到其他参数的控制,如压力、流量等,以更全面地了解过程控制的应用。
结语:过程控制是一门重要的工程学科,对于提高生产效率、保护环境、提升产品质量等方面具有重要意义。
通过本次实验,我们对过程控制的原理和方法有了更深入的理解,为今后的工程实践打下了坚实的基础。
希望通过不断学习和实践,我们能够在工程领域中运用过程控制的知识,为社会发展做出更大的贡献。
过程控制实验报告1. 实验目的本次实验的目的是学习和掌握过程控制的基本原理和操作方法,了解过程控制系统的组成和结构,掌握过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。
2. 实验原理过程控制是指对一组物理过程进行控制的技术和方法。
过程控制的目的是使被控制的物理过程在一定的条件下,达到预期的目标,如稳定、精度、速度、延迟、可靠性、安全性、经济性等等。
过程控制系统由传感器、执行元件、控制器和执行器构成,其中传感器用于检测被控制物理过程的状态,控制器根据传感器获取的信息进行决策,并通过执行元件控制执行器实现对被控制物理过程的控制。
3. 实验步骤本次实验的过程控制系统由一台工业控制计算机、一台工业控制器和一组执行器构成。
实验的具体步骤如下:(1) 将传感器与控制器连接,并将控制器与计算机连接。
(2) 在计算机上启动控制软件,在软件中设置控制器和传感器的参数。
(3) 将执行器与控制器连接,并调试执行器的控制参数。
(4) 在控制软件中设置控制策略和控制目标,并启动控制器。
(5) 监测被控制物理过程的状态,并记录相关数据。
(6) 对控制策略和控制参数进行调整,直到被控制物理过程达到预期目标。
4. 实验结果经过多次实验,我们成功地控制了被控制的物理过程,并达到了预期目标。
实验结果表明,过程控制技术可以有效地控制物理过程,并提高物理过程的稳定性、精确性和可靠性。
5. 实验总结本次实验使我们深入了解了过程控制的原理和操作方法,掌握了过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。
通过实验,我们发现过程控制技术在许多工业领域都具有广泛的应用前景,是提高生产效率和质量的重要手段。
在今后的学习和工作中,我们将继续深入学习和研究过程控制技术,为推动工业自动化和智能化发展做出贡献。
《过程控制系统》实验报告一、实验目的过程控制系统实验旨在通过实际操作和观察,深入理解过程控制系统的组成、工作原理和性能特点,掌握常见的控制算法和参数整定方法,培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、实验设备1、过程控制实验装置包括水箱、水泵、调节阀、传感器(液位传感器、温度传感器等)、控制器(可编程控制器 PLC 或工业控制计算机)等。
2、计算机及相关软件用于编程、监控和数据采集分析。
三、实验原理过程控制系统是指对工业生产过程中的某个物理量(如温度、压力、液位、流量等)进行自动控制,使其保持在期望的设定值附近。
其基本原理是通过传感器检测被控量的实际值,将其与设定值进行比较,产生偏差信号,控制器根据偏差信号按照一定的控制算法计算出控制量,通过执行机构(如调节阀、电机等)作用于被控对象,从而实现对被控量的控制。
常见的控制算法包括比例(P)控制、积分(I)控制、微分(D)控制及其组合(如 PID 控制)。
四、实验内容及步骤1、单回路液位控制系统实验(1)系统组成及连接将液位传感器安装在水箱上,调节阀与水泵相连,控制器与传感器和调节阀连接,计算机与控制器通信。
(2)参数设置在控制器中设置液位设定值、控制算法(如 PID)的参数等。
(3)系统运行启动水泵,观察液位的变化,通过控制器的调节使液位稳定在设定值附近。
(4)数据采集与分析利用计算机采集液位的实际值和控制量的数据,绘制曲线,分析系统的稳定性、快速性和准确性。
2、温度控制系统实验(1)系统组成与连接类似液位控制系统,将温度传感器安装在加热装置上,调节阀控制加热功率。
设置温度设定值和控制算法参数。
(3)运行与数据采集分析启动加热装置,观察温度变化,采集数据并分析。
五、实验数据及结果分析1、单回路液位控制系统(1)实验数据记录不同时刻的液位实际值和控制量。
(2)结果分析稳定性分析:观察液位是否在设定值附近波动,波动范围是否在允许范围内。
快速性分析:计算液位达到设定值所需的时间。
过程控制课程实验报告1.实验一: 串级系统的仿真控制实验要求:假设一串级控制系统的结构框图为:其中:2.将传递函数带入并绘制串级控制系统的Simulink结构图:执行程序:clc; %清除命令窗口clear all; %清除所有记录[a,b,c,d]=linmod('chuanji'); %加载simulink模型sys=ss(a,b,c,d); %建立状态空间表达式figure(1); %绘制图形1step(sys); %获得阶跃响应曲线hold on %绘图保持[y,t]=step(sys); %y为纵轴, t为横轴的阶跃曲线[mp,tf]=max(y); %返回峰值与峰值时间cs=length(t); %获得稳态时间yss=y(cs); %获得稳态值sigma=100*(mp-yss)/yss; % 计算超调量tp=t(tf); %计算峰值时间%计算调节时间i=cs+1;n=0;while n==0,i=i-1;if i==1n=1;elseif y(i)>1.05*yss %判断响应值是否大于稳态值%的1.05倍n=1;endendt1=t(i);cs=length(t);j=cs+1;n=0;while n==0,j=j-1;if j==1n=1;elseif y(i)<0.95*yss %判断响应值是否小于稳态值的0.95倍 n=1;endendt2=t(j);If t2<tp,if t1>t2,ts=t1;endelseif t2>tp,if t2<t1,ts=t2;elsets=t1;endendsigma=sigma(:,:,1) %显示超调量tp=tp(:,:,1) %显示峰值时间ts %显示调节时间3.实验结果与性能指标(1).实验结果sigma =32.3442tp =58.4907ts =90.9393(2).与单回路系统的对比Simulink仿真图性能指标sigma =73.4939tp =69.2071ts =820.16444.实验结论:1.(从回路的个数分析)由于串级控制系统是一个双回路系统, , 因此能迅速克服进入副回路的干扰, 从某个角度讲, 副回路起到了快速“粗调”作用, 主回路则担当进一步“细调”的功能, 所以应设法让主要扰动的进入点位于副回路内。
过程控制实验报告过程控制实验报告引言:过程控制是一种通过监测和调节系统中的变量,以保持系统稳定运行的技术。
在工业生产中,过程控制对于提高生产效率、降低成本、确保产品质量至关重要。
本实验旨在通过对一个简单的过程控制系统进行实验,探索过程控制的基本原理和应用。
实验目的:1. 理解过程控制的基本原理和方法;2. 学习使用控制器进行过程调节;3. 掌握过程控制系统的参数调节方法。
实验器材和材料:1. 过程控制实验装置;2. 控制器;3. 传感器;4. 计算机。
实验步骤:1. 搭建过程控制实验装置:将传感器与被控对象连接,将控制器与传感器连接,将计算机与控制器连接。
2. 设置控制器参数:根据实验要求,设置控制器的比例、积分和微分参数。
3. 开始实验:启动实验装置,并记录被控对象的初始状态。
4. 监测和调节:通过传感器实时监测被控对象的状态,并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的参数,计算出相应的控制信号,通过执行器对被控对象进行调节。
5. 数据记录和分析:记录实验过程中的数据,并分析控制效果。
6. 结束实验:实验结束后,关闭实验装置并整理实验数据。
实验结果:通过实验,我们观察到被控对象在开始时处于不稳定状态,随着控制器的调节,被控对象逐渐趋于稳定。
我们还发现,不同的控制器参数会对控制效果产生不同的影响。
比例参数的增大可加速系统的响应速度,但可能引起过冲;积分参数的增大可减小稳态误差,但可能引起系统的超调;微分参数的增大可提高系统的稳定性,但可能引起系统的震荡。
因此,在实际应用中,需要根据具体的要求和系统特性来选择合适的控制器参数。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
过程控制在工业生产中起着至关重要的作用,能够提高生产效率、降低成本,并确保产品质量。
在实际应用中,我们需要根据具体的系统要求和特性来选择合适的控制器和参数,以实现系统的稳定运行。
实验的局限性:本实验是基于一个简单的过程控制系统进行的,实际应用中的过程控制系统可能更加复杂。
一、实习背景随着我国经济的快速发展,自动化控制技术得到了广泛应用。
为了提高自身实践能力,更好地将理论知识应用于实际工作中,我于2021年6月至8月在XX公司进行了为期两个月的过控实习。
本次实习让我对过控领域有了更深入的了解,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
二、实习单位简介XX公司成立于1990年,是一家专业从事自动化控制系统研发、生产、销售和服务的高新技术企业。
公司产品广泛应用于石油、化工、电力、冶金、食品等行业,为客户提供优质的解决方案和服务。
本次实习,我主要在公司的过控部进行实习。
三、实习内容1. 过控基础知识学习实习初期,我在过控部负责人的带领下,学习了过控基础知识,包括传感器、执行器、控制器、执行机构等基本概念。
通过学习,我对过控系统的组成和原理有了初步的了解。
2. 过控系统设计在实习过程中,我参与了过控系统的设计工作。
具体内容包括:(1)分析项目需求,确定过控系统的功能、性能指标和设计参数;(2)根据需求,选择合适的传感器、执行器、控制器等元器件;(3)进行电路设计和程序编写,实现过控系统的基本功能;(4)进行系统调试和优化,确保过控系统稳定可靠。
3. 过控系统现场调试在过控系统设计完成后,我参与了现场调试工作。
具体内容包括:(1)根据设计图纸,搭建过控系统;(2)对系统进行功能测试,确保各项功能正常;(3)对系统进行性能测试,优化系统参数;(4)进行现场联调,确保过控系统与现场设备协调运行。
4. 过控系统维护与故障排除实习期间,我还学习了过控系统的维护与故障排除方法。
具体内容包括:(1)掌握过控系统常见故障原因及处理方法;(2)学习使用常用工具和设备,进行过控系统维护;(3)积累现场经验,提高解决实际问题的能力。
四、实习收获1. 理论与实践相结合通过本次实习,我深刻体会到理论知识在实践中的重要性。
在过控系统设计和调试过程中,我充分运用所学知识,将理论知识与实际操作相结合,提高了自己的实践能力。
广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师一、控制系统图二、实验曲线1.纯比例(P)控制(1)P=5,I=3600,D=0(2)P=10,I=3600,D=0(4)P=60,I=3600,D=02、比例积分(PI)控制(1)P=10,I=10,D=0(3)P=10,I=60,D=03、比例积分微分(PID)控制(1)P=10,I=30,D=5三、根据曲线,分析P,PI控制大致具有哪些趋势特征。
由图像可知,纯P控制时,P值越大,振荡反应越快;P值小时,系统振荡并逐渐趋于平缓;P值过大时,系统无振荡并平缓接近设定值;且P 控制输出的变化与输入控制器的偏差(设定值与输出值的偏差)成比例关系,偏差越大输出越大。
PI 控制结合P和I控制的优点,其中的比例控制作用使系统反应迅速及时,积分控制作用能消除系统余差,使曲线迅速达到设定值。
四、给出各个控制条件下的衰减比n,超调量/最大偏差,余差e(),以及调整时间。
1.纯比例(P)控制(1)第一个图像(P=5,I=3600,D=0),其中指第一次波峰值,指第二次波峰值,y()指最终稳态值,指设定值。
根据仪表参数可知,y()=41.90,=40.00衰减比n==5.8/0.8=7.25超调量/最大偏差=x100%=x100%=13.84%余差e()= y()-=41.90-40=1.90调整时间=200s(2)第二个图像(P=10,I=3600,D=0),其中指第一次波峰值,指第二次波峰值,y()指最终稳态值,指设定值。
根据仪表参数可知,y()=49.40,=50.00衰减比n==5/0.01=超调量/最大偏差=x100%=x100%=10.12%余差e()= y()-=49.90-50=-0.1调整时间=160s2.比例积分(PI)控制第三个图像(P=10,I=60,D=0),其中指第一次波峰值,指第二次波峰值,y()指最终稳态值,指设定值。
根据仪表参数可知,y()=39.90,=40.00衰减比n==4.58/0.46=9.95超调量/最大偏差=x100%=x100%=11.48%余差e()= y()-=39.90-40.00=-0.1调整时间=180s3.比例积分微分(PID)控制第一个图像(P=10,I=30,D=5),其中指第一次波峰值,指第二次波峰值,y()指最终稳态值,指设定值。
一、实验目的1、熟悉A3000实验装置及过程控制实训装置的工艺流程。
2、熟悉使用浙大中控DCS系统,了解DCS系统的工作原理。
3、重点掌握使用DCS系统组态软件进行组态的工作流程。
4、在A3000实验装置或过程控制实训装置上完成水箱液位自动控制系统的设计与分析。
5、深入理解控制器参数的调整原理。
二、实验内容1、组态系统运行及调试熟悉过程实训装置,了解其工作原理,找出所有输入输出量;熟悉DCS控制系统,设置I/O端口;在组态中进行I/O组态、控制方案组态、流程图、趋势图组态等。
在主控制卡组态完成之后,控制站I/O组态的顺序为数据转发卡组态、I/O卡件组态、I/O点组态以及控制方案组态四个部分。
组态顺序依次为:数据转发卡组态——I/O卡件组态——I/O点组态——控制方案组态。
I/O 卡件是和现场直接相连的设备,现场信号通过电缆到达 I/O 卡件,I/O 卡件处理后将数据送给数据转发卡,数据转发卡再送到主控制站进行运算。
而主控制卡就算出来的控制结果则通过数据转发卡到达 I/O 卡件,通过 I/O 卡件送到现场执行机构,每个 I/O 卡件必须隶属于某个数据转发卡,而每个数据转发卡可以转发多个I/O卡件的数据。
2、对象特性测试(1)熟悉工艺流程,绘制装置流程图(2)机理建模 一阶水箱: 只考虑下水箱,经线性化处理有:1211()()()Q S Q S A S H S ∆-∆=∆ )(2S Q ∆=)(1S H ∆/R 2 考虑滞后,所以可得:)(1S H ∆/)(1S Q ∆=K*s e ⋅-τ/(Ts+1) 其中T=A 1R 2 二阶水箱:该系统控制的是有纯延迟环节的二阶双容水箱,其中12A A 分别为水箱的底面积,123q q q 为水流量,12R R 为阀门1、2的阻力,称为液阻或流阻。
则根据物料平衡对水箱1有:拉式变换得:1211()()()Q S Q S A S H S ∆-∆=∆ 212)()(R S H S Q ∆=∆ 对水箱2: dth d A q q 2232∆=∆-∆ 323R h q ∆=∆dt h d A q q 1121∆=∆-∆212R h q ∆=∆212R h q ∆=∆dth d A q q 1121∆=∆-∆拉式变换得: )()()(2232S H S A S Q S Q ∆=∆-∆ 223)()(R S H S Q ∆=∆ 则对象的传递函数为:)()()(120S Q S H S W ∆∆=)1)(1(32213++=S R A S R A R )1)(1(21++=S T S T K 其中211R A T =为水箱1的时间常数,322R A T =水箱2的时间常数,K为双容对象的放大系数。
实习报告一、前言实习是大学生学习过程中的一项重要实践活动,是将所学理论知识应用于实际工作中的过程。
本文是对我在过控专业实习期间的详细报告。
二、实习单位介绍我所在的实习单位是一家知名的工程公司。
该公司专注于过程控制技术的研发和应用,以解决工业生产中的各种技术难题。
实习期间,我被分配到自动化控制部门进行实习工作。
三、实习目标在实习期间,我的主要目标是融合理论知识和实践操作,提高对过程控制技术的理解和应用能力。
具体来说,我希望能够:1. 学习并掌握过程控制的基本原理和方法;2. 参与实际项目的设计、调试、运行和维护工作;3. 培养团队合作和沟通能力。
四、实习内容及收获1. 学习过程控制基础知识在实习初期,我通过阅读相关书籍和资料,系统学习了过程控制的基本原理和方法。
我了解了PID控制、先进控制算法、控制系统构建等内容,并通过在实际项目中的应用,进一步加深了对这些知识的理解。
2. 参与项目的实施在实习的中期,我有幸参与了一项自动化工程项目的实施。
我和团队其他成员一起进行系统设计、设备调试和工艺参数优化工作。
通过与经验丰富的工程师合作,我不仅熟悉了实际项目的操作流程,还学习到了许多实用技巧和解决问题的方法。
3. 学习团队合作与沟通在整个实习过程中,我发现团队合作和良好的沟通是实现项目目标的关键。
我积极主动地与同事们交流,不断学习和借鉴他们的经验。
我也参与了一些小组讨论和汇报会议,提升了自己的表达能力和组织能力。
五、实习心得体会通过这次实习,我收获了很多。
首先,我对过程控制技术有了更深入的了解,不仅理论知识得到了加强,还学会了将理论应用于实践。
其次,通过参与项目的实施,我深刻体会到了自己的不足之处,也提升了自己在工程实践中的能力。
另外,这次实习也让我认识到了团队合作和沟通的重要性。
只有通过良好的团队合作和有效的沟通,才能最大限度地发挥每个人的优势,实现项目目标。
最后,这次实习让我更加明确了自己的职业规划。
我意识到我对过程控制技术的热爱,并愿意将来从事相关的工作。
过程控制实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是了解过程控制的基本概念和方法,学习使用PLC编程软件进行程序设计和调试,掌握PID控制算法及其在工业生产中的应用。
二、实验器材1. PLC编程软件2. 工业自动化控制箱3. 电机驱动器4. 温度传感器三、实验原理1. 过程控制:指对某一物理或化学过程进行监测和调节,以达到预期的结果。
2. PID控制算法:PID是比例、积分、微分三个英文单词的缩写。
PID 控制算法通过对反馈信号进行处理,计算出误差值,并根据误差值来调整输出信号,从而达到对被控对象进行精确调节的目的。
四、实验步骤1. 搭建实验装置:将温度传感器安装在被测物体上,并将电机驱动器与被测物体相连。
2. 编写PLC程序:使用PLC编程软件编写程序,对温度传感器采集到的数据进行处理并输出给电机驱动器。
3. 调试程序:在调试模式下运行程序,观察温度变化情况,并根据实际情况进行调整,使温度保持在设定值范围内。
4. 记录实验数据:记录温度传感器采集到的数据及程序调试过程中的各种参数和结果。
五、实验结果分析通过本次实验,我们成功地搭建了一个过程控制装置,并使用PID控制算法对被测物体进行了精确控制。
在调试程序的过程中,我们发现PID控制算法具有较高的精度和稳定性,在工业生产中得到了广泛的应用。
六、实验总结本次实验通过对过程控制和PID控制算法的学习,让我们更加深入地了解了工业自动化生产中的相关知识。
同时,也让我们对PLC编程软件有了更深入的认识,并学会了如何使用它来进行程序设计和调试。
通过本次实验,我们不仅获得了理论知识,还锻炼了动手能力和分析问题能力。
过程控制实验报告第一篇:过程控制实验报告电子科技大学自动化学院标准实验报告(实验)课程名称:过程控制系统学生姓名:学号:指导教师:庄朝基实验地点:清水河主楼 C2-110实验时间:2011年11月实验报告一、实验室名称:智能控制实验室二、实验项目名称:三、实验学时:四、实验原理:五、实验目的:六、实验内容:七、实验器材(设备、元器件):八、实验步骤:九、实验数据及结果分析:十、实验结论:十一、总结及心得体会:十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议:第二篇:模糊控制实验报告模糊控制系统实验报告学院:班级:姓名:学号:一、实验目的1.通过本次实验,进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控制器的设计过程。
2.提高有关控制系统的程序设计能力;3.熟悉Matlab语言以及在智能控制设计中的应用。
设计一个采用模糊控制的加热炉温度控制系统。
被控对象为一热处理工艺制作中的加热炉,加热设备为三相交流调压供电装置,输入控制信号电压为0-5V,输出相电压为0-220V,输出最大功率180kW,炉内变化室温~625℃。
三、实验过程及步骤1.用Matlab中的Simulink工具箱,组成一个模糊控制系统,如图所示2.采用模糊控制算法,设计出能跟踪给定输入的模糊控制器,对被控系统进行仿真,绘制出系统的阶跃响应曲线。
(1)模糊集合及论域的定义对误差E、误差变化EC机控制量U的模糊集合及其论域定义如下:E、EC和U的模糊集合均为:{NB、NM、NS、0、PS、PM、PB}E和EC的显示范围为:[-66]结果如下图所示打开Rule编辑器,并将49条控制规则输入到Rule编辑器中利用编辑器的”View→Rules”和”View→Surface”得到模糊推理系统的模糊规则和输入输出特性曲面,分别如下图所示从图中可以看出,输出变量U是关于两个输入变量E、EC的非线性函数,输入输出特性曲面越平缓、光滑,系统的性能越好。
将FIS嵌入SimulinkR(t)=400℃时系统阶跃响应系数Ke变小时的系统阶跃响应通过本设计可以知道,模糊控制具有能够得到良好的动态响应性能,并且不需要知道被控对象的数学模型,适应性强,上升时间快。
过程控制工程实验报告实验一 单回路控制系统一、实验目的1、 掌握A3000过程试验装置的结构和管路流程,掌握SUPCON DCS 的操作使用方法。
2、掌握对象特性测试方法。
2、了解单回路控制的特点和调节品质,掌握PID 参数对控制性能的影响。
3、学会分析执行器风开风关特性的选择及调节器正反作用的确定。
4、初步掌握单回路控制系统的投运步骤以及单回路控制器参数调整方法。
二、实验设备A3000过程对象的下水箱V103,SUPCON DCS ,支路系统1,支路系统2。
三、实验原理和流程(一)实验原理1. 单容自衡对象动态特性测试所谓单容指只有一个贮蓄容器。
自衡是指对象在扰动作用下,其平衡位置被破坏后,不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身重新恢复平衡的过程。
如图1.1,水流入量Qi 由调节阀u 控制,流出量Qo 则由用户通过闸板开度来改变。
被调量为水位H 。
通过物料平衡推导出的公式: LT103图1.1单容水箱液位数学模型的测定Q o h Q iFV101u k Q H k Q u i O ==,,则 )(1H u k A dt dH u α-=,其中,A 是水槽横截面积,u k 是调节阀系数,α为流量系数,在工作点处进行线性化和增量化,得:u R k H dt H d RA u ∆=∆+∆,其中,α02H R =就是水阻。
进行拉普拉斯变换,得该系统的传递函数数学模型为:1)()()(+=∆∆=TS K s U s H S G 如果对象具有滞后特性时,传递函数为:s e TS K s U s H S G τ-+=∆∆=1)()()( 模型中τ、、T K 分别为对象增益、时间常数、纯滞后时间,这三个参数可以根据对象的阶跃相应曲线进行求取,如图1.2,一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数,曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T ,也可由坐标原点对响应曲线作切线OA ,切线与稳态值交点A 所对应的时间就是该时间常数T 。
实验一过程广义对象的测试和传递函数的确定一、实验目的要求目的:1.通过实验了解广义对象的组成及原理,掌握广义对象的测试方法。
2.了解不同广义对象的阶跃响应特性的特点。
3.掌握由阶跃响应特性求广义对象传递函数的方法。
要求:作好实验前的准备工作,阅读实验内容,复习有关广义对象传递函数的理论推导方法及理想结果。
二、实验内容1.压力广义对象特性的测试(1)压力测试管道图。
压力广义对象由密封的不锈钢罐,提升泵,变频器,电动调节阀,压力传感器及变送器组成。
压力广义对象测试线路图(2)操作:第一种情况:①接通密封罐的进水和出水管道上的手动开关F01,F02,F10,F08,关闭手动开关F03,F04,F09,F11。
②放水的电动调节阀开度为50%。
③接通计算机电源,启动组态软件KingView,进入压力曲线显示图形画面。
④打开设备电源,将设备手动开关接通,启动变频器输出设定频率为20HZ,提升泵电动机转动抽水进入压力罐,使P增加,达到最终平衡状态。
⑤改变提升泵频率为30HZ,记录压力变化趋势曲线,并对其特性进行分析。
第二种情况:固定提升泵频率f=40HZ,使压力初始值为某一恒定值,将电动调节阀放水阀门开度突然变为70%,观测压力变化曲线。
2. 流量广义对象特性的测试(1)广义对象的管道线路图流量广义对象测试线路图流量广义对象由流量传感器,变频器,提升泵,进水管道,开口水箱,放水阀组成。
(2)操作:第一种情况:①将进水管道和流量测试管道的手动开关接通,放水手动阀F13关闭,电动调节阀开度为50%。
②打开计算机,启动组态软件KingView,让其进入流量曲线画面。
③打开设备电源,将设备手动开关接通,设定变频器输出频率为20HZ,记录流量稳态值。
④改变提升泵频率为40HZ,记录流量变化曲线,并对其特性进行分析。
第二种情况:将变频器频率设定为20HZ,使对象回到原来状态,改变电动调节阀开度为70%,观测流量变化曲线并记录。
一、前言随着科技的飞速发展,自动化控制技术在工业生产、科研实验以及日常生活中扮演着越来越重要的角色。
为了更好地理解和掌握过控(过程控制)技术,提高自身实践能力,我在校期间参加了为期两周的过控认知实习。
通过这次实习,我对过程控制技术有了更为深刻的认识,以下是对实习过程及收获的总结。
二、实习时间及地点本次过控认知实习于20xx年x月x日至20xx年x月x日在XX公司进行。
实习期间,我深入了解了该公司过控技术在生产中的应用,并参与了相关实验操作。
三、实习内容1. 过控技术概述实习伊始,我参加了公司组织的过控技术讲座。
讲座详细介绍了过控技术的定义、发展历程、应用领域以及在我国的发展现状。
通过讲座,我对过控技术有了初步的认识,了解了其在工业生产中的重要性。
2. 过控设备参观在实习过程中,我有幸参观了公司的过控设备车间。
现场工程师向我介绍了各种过控设备,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)、SCADA(监控与数据采集系统)等。
我了解到这些设备在实际生产中的应用,以及它们在保证生产安全、提高生产效率方面的作用。
3. 过控实验操作为了进一步掌握过控技术,我参与了过控实验操作。
实验内容主要包括:(1)PLC编程:学习使用PLC编程软件,编写简单的控制程序,实现对设备的控制。
(2)DCS操作:学习DCS系统的基本操作,了解其监控、控制、报警等功能。
(3)SCADA系统应用:学习SCADA系统的基本操作,了解其在远程监控、数据采集、分析等方面的应用。
4. 过控案例分析在实习过程中,我还参与了公司过控项目的案例分析。
通过分析实际案例,我了解到过控技术在解决生产难题、提高生产效率方面的作用,以及过控工程师在实际工作中需要具备的素质。
四、实习收获通过本次过控认知实习,我收获颇丰:1. 理论与实践相结合实习使我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在课堂上学习的理论知识,通过实习得到了实际应用,使我更加深刻地理解了过控技术的原理和作用。
过控专业毕业实习报告实习报告一、实习单位概况我所在的实习单位是某互联网科技公司,总部位于北京市,成立于2008年,是国内知名的大型互联网公司之一。
公司主要业务包括搜索引擎、电子商务、在线支付等。
实习期间,我主要参与了公司的产品开发和项目管理工作。
二、实习目标和工作安排在实习开始前,我跟导师进行了一次详细的沟通,明确了我的实习目标和预期成果。
我希望通过实习能够提升自己的编程能力,了解互联网行业的运作模式,积累项目管理经验,并在实际工作中学到更多的知识和技能。
在工作安排方面,导师将我安排到了一个正在进行的产品开发项目中。
我担任了项目组的一员,负责负责开发、测试和调试工作。
在项目中,我主要负责后端开发,并与前端开发人员进行配合,完成产品的功能模块。
三、工作内容和成果1.开发环境的搭建在项目开发的第一周,我花了大量的时间搭建了开发环境。
这包括安装和配置各种开发软件,设置开发数据库,以及熟悉公司内部的开发规范和流程。
这个过程中,我学到了很多关于开发环境的知识,并掌握了一些常用的开发工具和技巧。
2.需求分析和功能设计在项目开始后,我参与了需求分析和功能设计的工作。
我与产品经理和其他开发工程师进行了多次的需求讨论和沟通,理清了产品的功能和工作流程。
在这个过程中,我学会了如何分析需求,提出合理的设计方案,并与团队成员进行协同开发。
3.代码编写和调试在项目的实际开发过程中,我主要负责后端的代码编写和调试工作。
根据需求文档和功能设计方案,我使用Java语言进行编码,并根据项目需求进行了多次调试和优化。
这个过程中,我学到了很多关于软件开发的知识和技能,提升了自己的编程能力。
4.项目管理和进度控制除了参与具体的开发工作,我还积极参与了项目的管理和进度控制工作。
我和项目经理一起进行了每周的进度把控会议,讨论项目的进展情况和解决遇到的问题。
通过这个工作,我学习到了如何进行项目管理和团队协作,并掌握了一些项目管理工具和技巧。
生产实习报告实习时间:2023年07月01日——2023年08月31日实习地点:XXX自动化设备有限公司实习单位介绍:XXX自动化设备有限公司成立于20XX年,位于我国某高新技术产业开发区,是一家专注于工业自动化设备研发、生产和销售的高新技术企业。
公司致力于为客户提供完整的自动化解决方案,通过不断创新,推动智能制造的发展。
主要产品包括自动化装配线、智能检测设备、工业机器人等。
一、实习目的1. 理解自动化设备的工作原理和操作方法,将所学知识与实际工作相结合。
2. 学习企业的生产组织形式、管理模式和企业文化,了解企业运作过程。
3. 提高自己的动手能力、团队协作能力和创新能力。
4. 为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、实习内容1. 实习期间,我主要参与了自动化设备的装配和调试工作。
通过实际操作,了解了设备的工作原理和各个部件的功能。
2. 学习了企业内部的生产管理流程,包括生产计划、物料采购、生产进度跟踪等。
3. 参与了企业的技术培训,学习了自动化设备相关的技术知识,如PLC编程、传感器应用等。
4. 深入了解了企业的企业文化,包括企业愿景、价值观、经营理念等。
三、实习收获1. 掌握了自动化设备的基本操作方法和维护技巧,提高了自己的动手能力。
2. 学会了与企业内部各部门进行有效沟通,提高了自己的团队协作能力。
3. 了解了企业的生产组织形式和管理模式,为今后的工作积累了经验。
4. 深入了解了企业文化和企业价值观,明确了自己的职业发展方向。
四、实习反思通过这次生产实习,我认识到理论知识与实际工作的结合非常重要。
在今后的学习中,我将更加注重实践操作,提高自己的动手能力。
同时,我也意识到团队协作的重要性,会在今后的学习和工作中,更加注重与他人的合作。
最后,我将继续深入学习和践行企业价值观,为自己的职业生涯奠定坚实基础。
总之,这次生产实习让我收获颇丰,不仅提高了自己的专业技能,还锻炼了自己的沟通能力、团队协作能力。
过控认知实习报告实习是大学生在课堂学习之外的重要环节,通过实习,我们可以将所学的理论知识与实际工作相结合,提高自己的业务能力和综合素质。
在这次过控认知实习中,我深刻体会到了实践的重要性,也对自己的专业有了更深入的了解。
首先,通过实习,我了解到了过控专业的工作内容和流程。
在实习过程中,我参与了过控系统的安装、调试和维护等工作,对过控系统的运行原理和操作方法有了直观的认识。
同时,我还学习了如何处理过控系统中的故障,提高了自己的问题解决能力。
其次,实习让我明白了理论知识与实际工作的紧密联系。
在实习过程中,我发现许多理论知识在实际操作中都有应用,比如PLC编程、传感器应用等。
这使我更加重视课堂学习,也激发了我继续深入学习的兴趣。
此外,实习过程中,我学会了与同事沟通交流,提高了自己的团队协作能力。
在实习期间,我们需要分组完成任务,这就要求我们相互配合,共同解决问题。
通过与团队成员的合作,我学会了倾听、理解他人的观点,并在实践中不断调整和改进自己的工作方式。
实习还培养了我面对困难的勇气和毅力。
在实习过程中,我们遇到了许多意想不到的问题,如设备故障、编程错误等。
面对这些问题,我们不仅要积极寻求解决方案,还要在解决问题过程中保持耐心和信心。
通过这次实习,我明白了只有勇于面对困难,才能在实践中不断成长。
最后,实习使我对自己的职业规划有了更清晰的认识。
在实习过程中,我了解了过控专业在不同行业中的应用和发展前景,为自己未来的发展方向奠定了基础。
总之,这次过控认知实习让我收获颇丰。
通过实习,我不仅提高了自己的专业技能,还学会了与他人合作、面对困难。
我相信,这次实习经历将对我的未来学习和职业发展产生积极的影响。
在今后的学习和工作中,我将继续努力,将自己所学知识与实际工作相结合,为社会贡献自己的力量。
综合实践实验报告
(过程控制部分)
班级:
姓名:
学号:
日期:
一. 实验目的:
1、熟悉A3000实验装置及过程控制实训装置的工艺流程。
2、熟悉使用浙大中控DCS系统,了解DCS系统的工作原理。
3、重点掌握使用DCS系统组态软件进行组态的工作流程。
4、在A3000实验装置或过程控制实训装置上完成水箱液位自动控制系统的设计与分析。
5、深入理解控制器参数的调整原理。
二.实验内容:
1.熟悉工艺流程,绘制装置流程图。
2.熟悉浙大中控DCS的设计环境及控制站组态、整合
熟悉浙大中控DCS的系统组态和运行的环境,掌握如下内容:
(1)如何进入组态环境。
(2)载入组态、选择组态、新建组态的含义。
(3)新建一个组态,名称为综合实验(各组相同),将组态文件保存在D:\综合实验文件夹下
3.系统组态工作流程
3.1主控制卡组态
主控制卡组态方法:
点击菜单命令[总体信息/主机设置]或是在工具栏中点击[主机]图标将弹出主机设置界面。
主机设置界面分主控制卡设置界面和操作站设置界面。
主控制卡设置界面用于完成控制站(主控卡)设置;操作站设置界面用于完成操作站(工程师站与操作员站)设置。
点击主机设置界面下方的主控制卡标签可进入相应的设置界面。
表1 主控制卡组态参数表
以上参数仅供参考,在实验中要根据本组实际情况合理选择参数(以下同)。
主控制卡组态完成之后,就可以进行系统编译和运行的工作了(如果不能编译,请添加操作小组-详见操作小组组态)。
系统编译:系统组态完成后,可以对系统进行编译,编译分为总体编译、控制站编译、快速编译三种类型,在实验中可以体会三种编译方法的区别。
系统编译完成后,既可以运行。
系统运行:当系统未完成下载和传送的操作时,系统只能处于仿真运行状态,此时运行系统需要在运行初始界面中选中[仿真运行]。
在仿真运行状态下,系统数据均是模拟生成的,用户无法控制。
在此画面中,还需要选择需要运行的系统。
3.2 控制站I/O组态
在主控制卡组态完成之后,控制站I/O组态的顺序为数据转发卡组态、I/O卡件组态、I/O点组态以及控制方案组态四个部分。
组态顺序依次为:数据转发卡组态——I/O卡件组态——I/O点组态——控制方案组态。
3.3 操作小组设置
设置操作小组的意义在于不同的操作小组可观察、设置、修改不同的标准画面、流程图、报表、自定义键等。
所有这些操作站组态内容并不是每个操作站都需要查看,在组态时选定操作小组后,在各操作站组态画面中设定该操作站关心的内容,这些内容可以在不同的操作小组中重复选择。
3.4流程图组态
流程图是一个控制系统的重要部分,操作员监控现场情况大多是通过流程图界面完成的,流程图要能够准确反映现场的工艺流程,同时要做到画面美观、形象、操作方便。
所用符号符合工业规范。
要有动态显示的数据和图形。
3.5 其它环节组态
分组画面组态
分组画面组态是对实时监控状态下分组画面里的仪表盘的位号进行设置。
运行时,一个分组的信息显示在一页中,并以仪表盘的方式显示。
趋势组态
趋势画面组态用于完成实时监控趋势画面的设置,即哪些位号需要以曲线的方式实时显示。
总貌画面组态
总貌画面可以作为分组画面、趋势曲线、流程图画面、数据一览画面等的索引,主要是为了操作方便。
4.控制系统实验
用自己组态的控制系统完成如下实验:
4.1对象特性测试
(1)对被测对象进行机理分析,建立被测试对象的机理模型
(2)调整系统处于正常工作状态附近
(3)用阶跃响应法测试系统一阶对象和二阶对象模型,注意阶跃输入不能超过10% (4)说明不同对象模型阶跃响应曲线的特点,并根据响应曲线确定被测试对象的传递函数模型
4.2单回路控制系统实验
(1)自行设计控制目标及方案
(2)调整系统处于正常工作状态附近
(3)分别改变比例度、积分时间,记录测试曲线,分析不同参数对控制效果的影响(4)进行单回路控制系统PID参数整定
(5)对所整定好的系统加入干扰,注意要记录加入的干扰量,分析控制回路克服干扰的过程
4.3串级控制系统实验
(1)自行设计控制目标及方案
(2)调整系统处于正常工作状态附近
(3)根据单回路控制系统参数整定的经验给出副控制器参数
(4)进行主回路控制系统PID参数整定
(5)分别对主副回路加入相同量的干扰,观察控制效果并分析串级控制系统在克服
干扰方面的特点,同时分析与单回路系统克服干扰的区别。
4.1前馈反馈控制系统实验
(1) 自行设计控制目标及方案
(2) 调整系统处于正常工作状态附近
(3) 根据单回路控制系统参数整定的经验整定控制器参数 (4) 前馈调节器的设计
(5) 分别对前馈通道和主控通道加入相同量的干扰,观察控制效果并分析前馈控制
系统在克服干扰方面的特点,同时分析与反馈控制系统克服干扰的区别。
三.实验结果: ⑴对象特性测试 1.一阶对象测试
一阶对象传递函数求解:
◆增益k 按下试计算:
由图可知,y(∞)=59.096,y(0)=52.2,△u=5
y y
K ∞-=
通过计算,得到该二阶系统传递函数的增益k=1.38
◆ y(0)+0.632(y(∞) -y(0))=53.92
纵坐标为53.92对应的时间减去初始时间即为T 由此可得到T=140s
由以上计算可得一阶对象传递函数Gp (s )=1
9038
.1 s
2. 二阶对象特性测试
二阶对象传递函数求解: ◆增益k 按下试计算:
由图可知,y(∞)=47.888,y(0)=37.26,△u=10 通过计算,得到该二阶系统传递函数的增益k=1.06 ◆化为无量纲形式的阶跃响应此时传递函数变成:
2
121,)1)(1(1
)(T T s T s T s G ≥++=
根据阶跃响应曲线上的两个点的数据确定T1和T2: 对应的阶跃响应为:
取y(t)为0.4和0.8倍的y(∞),再从曲线上定出t1和t2,然后可得:
将y(t)所取两点查到的t1、t2代入上式可得所需的T1、T2。
为求解方便,上式可以
近似表示为:
通过计算得到T1=120由计算可得二阶对象的传递函数为:)
1256)(1120()(++=S S S G
3. 非线性对象测试:
t/T t/T *
121221
T T y (t)1e e
T T T T --=----t
/T
t
/T
1
2
12
12
t /T t /T 12
T T e e 0.6
T T T T T T -----
=--
⑵单回路测试
1.单回路比例作用(Ti=3min,Td=0,Pb依次为40%,20%,15%,10%)
2.单回路PI作用(Pb=20%,Td=0,Ti分别为0.5min,0.3min,0.1min)
4.单回路PID作用(Pb=20%,Ti=0.3min,Td分别为5s,1s,0.2s)
5.单回路PID调节稳定后加扰动测试
由图可知,加上干扰以后,系统能很快的将液位调节到设定值上,说明此PID调节器的调节作用很好。
(3)前馈控制作用调试:
1.干扰通道特性(在手动模式下,对手操器加一个阶跃干扰信号)
一阶对象传递函数:Gp (s )=
1
9038.1+s (1) 干扰通道的传函:Gd (s )=1851+s (2) 由(1)(2)得到前馈补偿器传递函数Gf (s )= - Gp(s)/Gd(s)= -
1
90)185(38.1++s s (3) 2.前馈作用测试
前馈增益为-1.38,滞后时间为90s ,超前时间为85s 。
(前面的干扰为有前馈作用,后面的干扰无前馈作用)
(4)串级控制方案
一.串级调节
首先副回路在自动调节模式下,主回路在手动模式下进行液位调节(副回路参数Pb=20%,Ti=0.3min ,Td=0)
再将副回路打到串级模式下对主回路进行液位调节(主回路参数Pb=20%,Ti=0.4min ,Td=0)
中水箱加干扰
下水箱加干扰
由上图可知在参数调节好以后,加上干扰,水箱液位都能回到设定值上。
四.实验总结
通过这次过程控制实验,我们详细了解了DCS控制系统从组态到下载到控制调节的整个过程,并且在这个过程中复习了PID控制器的各个控制作用。
并且对单回路,前馈,串级三种控制方案的实现方法有了深刻认识。
在过程控制实验中,我们组员间相互帮助,互相讨论,遇到问题时,与其他组一同解决,培养了我们的合作精神。
最后感谢老师的实验指导!。