单闭环流量比值控制系统实验
一、实验目的
1、学习比例控制的原理。
2、了解比例控制的特点。
3、掌握闭环比例单回路控制的设计。
二、实验设备
A3000-FS/FBS现场系统，任意控制系统。
三、实验原理
1、控制原理
电磁流量计流量与涡轮流量计比值控制实验，可以与“随动系统”和“串级系统”进行比较。如图6-10所示。若支路2安装的是涡轮流量计，则是两个涡轮流量计进行比值控制。
被调量为调节阀开度，控制目标是水流量，通过两个流量不同比例下的比较，然后输出控制值到调节阀。实行PID控制，看控制效果，进行比较。如图6-10所示。
图6-10 比值控制系统原理图
如果进行常规PID仪表实验，比值器通过内给定智能PID调节器实现。把微分，积分调节取消。就是一个比值器。注意调节器比例带是P调节中的比例系数
P K 求反，即P=P K 1*100%。AI0为第一个内给定调节仪输入。显示范围可以是4-20mA ，则给定值4 mA ；也可以是(工程量)0-1.2，也可以是0-100百分比，那个给定值就是0。 在第一个调节仪作为比值器使用之前，请切换到手动，设置输出为4 mA ，然后切换到自动状态，并且把SP 值设为4 mA 。
如果把P K 简单看成比例，那么可以控制两个流量的百分比相等。(注意水泵提供的流量占电磁流量计最大的50%，所以电磁流量计不能超过该数值)。
如果要准确到流量成比例，只需要在原来的P K 值修正两个流量计的最大值之比就行。例如：涡轮流量计百分比：电磁流量计百分比=1：P K ，那么实际流量比就是1.2：3P K 。
外给定的调节仪输入为FT102，给定值为第一个调节仪(作为比值器)的输出。输出控制电动调节阀。
2、测量与控制端连接表
测量或控制量 测量或控制量标号 使用PLC 端口 使用ADAM 端
口
涡轮流量计 FT101 AI0 AI0
电磁流量计 FT102
AI1 AI1 调节阀
FV101 AO0 AO0
3、参考结果
常规智能仪表控制P=30、I=100S 、D=2S ，控制曲线如图6-11所示：
图6-11 比值控制实验
四、实验要求
1、设计串级控制器。
2、经过参数调整，获得最佳的控制效果，并通过干扰来验证。
五、实验内容与步骤
1、在A3000-FS上，打开手动调节阀JV104、JV103、JV201、JV206及电磁阀XV101(直接加24V到控制端)，其余阀门关闭。
2、打开A3000电源。
3、在A3000-FS上，启动左边水泵，右边水泵。(也可以启动变频器控制)。
4、在A3000-FS上，通过调节变频器或调节手阀JV103开度，从而设定涡轮流量计(FT101)的流量固定，例如0.5m³/h。
5、按照测量与控制端连接表连线：在A3000-CS上，将电磁流量计(FT102)的输出连接到AI1，输出端AO0连接到电动调节阀(FV101)；涡轮流量计(FT101)的4～20mA输出信号连接到AI0。
6、对控制器或调节器进行设定。
7、改变比值器的比例值
K(如果是调节仪就是比例度P)给定值，记录控制
P
曲线。
六、思考问题
分析比例控制和串级控制的区别。
七、实验结果提交
1、通过抓图方法，提交获得的曲线。
2、给出最佳控制参数。
