1、 实验四 单回路控制系统设计一、目的1 测试系统性能指标当给定值或对象介质阶跃扰动时，掌握测试控制系统的过渡过程曲线方法并计算其性能指标。2 PID的参数影响测试并分析不良的P、I、D参数对控制系统性能指标的影响，掌握人工整定PID参数的方法。3 调节器的使用熟悉调节器的参数设置和手动、自动的操作方法。二、实验装置和设备1QXLPC-IV型小型过程控制实验装置，如图1所示。2S7200系列PLC主机CPU222CN 8点input，6点output；扩展单元EM235 4AI,1AO。3执行器：MICROMASTER 420型变频器以及160Q-8F磁动泵；晶闸管SCR。4压力变送器、液位变送
2、器、Pt100铂电阻和数显温度变送仪、涡轮流量计和数显流量变送仪。5QXLPC-IV型小型过程控制实验装置。6安装有软件STEP 7-MicroWIN 的PC机。三、内容与步骤1.按对应的流程图的要求接线,对外围设备进行选择。用变频器作执行器去控制液位时，出水手阀V22应开启一半左右；而控制压力、流量时，出水阀V22应全开。电磁阀VD1不通电处于关闭状态；并联手筏V1应开启V1和VD1至少有一个开启才能启动泵。假设实验中要用VD1进行对象扰动，那么开关量选择开关置于PLC，VD1的并联手阀VI开启一半左右。没有温度调节的实验，不要接通“加热开关！假设要做温度调节实验，要等锅炉水位100mm20
3、%后才能接通“加热开关。2.PG/PC接口设置1)双击指令树“设置PG/PC接口图标，在翻开的对话框中设置编程计算机的“PC/PPICablePPI的属性。设地址为2其它的选择默认设置，本地连接采用COM1端口。2)双击指令树文件夹“通信图标，双击刷新设备后,程序软件将会自动自动搜索连接在网络上的S7-200,之后选择所显示的S7-200,建立PC机与PLC之间的连接。3.将“全部实验下载到PLC中并开始运行，且关闭该界面。4.接通操作台的电源，1分钟后将变频器的使能开关从“0”切到“1”，水泵启动，调节变频器内给定电位器，观察调节仪或的压力测量值，使压力值在适宜的范围内。此后可进行实验操作略
4、。5.翻开组态王首先在桌面上双击组态王的图标,在跳出的如下界面中选择运行。鼠标点击进入系统,在下面的界面中选择实验四。注意:在选择实验前请先确认接线和外围设备的选择是否正确!5.在跳出的界面中先进行手动调节当PV值到达需要给定的值10%附近的时候点手动切换到自动模式.要求一：调节器投入自动并分别进行给定值的正、反向阶跃扰动，同步记录自动闭环系统中的被调参数液位的过渡过程曲线，分别求解系统的时域类性能指标：1衰减比n = Y1/Y3，2超调量= Y1/Yx100%，3剩余偏差e=SVPV，4调节时间ts。要求二：修改P、I、D参数，使输出尽可能成为4:1衰减曲线。6曲线显示点击开始显示曲线曲线的
5、操作坐标操作：可以放大，缩小X，Y轴，来更加清晰的分析曲线保存曲线：保存还可以通过保存曲线来保存做过的曲线我们在桌面上保存一个曲线的文件，它是以Excel表格的形式保存在桌面上的。我们可以在程序的历史曲线分析上来分析曲线也可以翻开表格，来直接分析曲线A列表示在X轴上的坐标(单位：秒)，B列表示曲线在Y轴上的坐标，Index=0表示第一条曲线，Index=1表示第二条曲线，依次类推。四、实验本卷须知1实验装置中有些部件精细，容易损坏，实验中严禁学生私自操作。实验中遇到不正常情况或设备损坏，应立即通知指导教师，不得隐瞒。2准确性与安全性。五、时间地点实验课时间：按教学方案规定安排实验课地点：实验楼0814 智能控制网络实训室六、考核标准1团结合作，完成任务要求内容，获得系统输出响应曲线并根据实验曲线能求取相应参数， 占50分；2实验报告按照要求书写工整，条理清楚，说明正确，能够分析P,I,D参数变化对控制质量的影响，占50分。七、参考资料1施仁.自动化仪表与过程控制M.电子工业出版社.北京.20232被控对象数学模型的实验测定实验指导书。8
