一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1．熟悉液位-流量串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。
2．掌握液位-流量串級(jí)控制系統(tǒng)的投運(yùn)與參數(shù)整定方法。
3．研究階躍擾動(dòng)分別作用于副對(duì)象和主對(duì)象時(shí)對(duì)系統(tǒng)主變量的影響。
4．主、副控制器參數(shù)的改變對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1．過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置—PLC控制模塊
2．計(jì)算機(jī)及MCGS組態(tài)軟件—PLC200控制實(shí)驗(yàn).MCG
3．實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用線若干及網(wǎng)線一根。
三、實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)將上水箱液位控制在設(shè)定高度。串級(jí)回路是由內(nèi)反饋組成的雙環(huán)控制系統(tǒng)，屬于復(fù)雜控制范疇。在計(jì)算機(jī)中設(shè)置了兩個(gè)虛擬控制器作為主副控制器。將上水箱的液位信號(hào)輸出作為主控制器輸入，主控制器的輸出作為副控制器的輸入，在串級(jí)控制系統(tǒng)中，兩個(gè)控制器任務(wù)不同，因此要選擇控制器的不同調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行控制，副控制器主要任務(wù)是快速動(dòng)作，迅速抵制進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，至于副回路的調(diào)節(jié)不要求一定是無(wú)靜差。主控制器的任務(wù)是準(zhǔn)確保持下水箱液位在設(shè)定值，因此，主控制器采用PI控制器也可考慮采用PID控制器。 液位-流量串級(jí)控制系統(tǒng)的方塊原理圖如圖所示。
液位-流量串級(jí)控制系統(tǒng)原理圖
四、實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容
1．了解實(shí)驗(yàn)裝置中的對(duì)象，流程圖如圖所示。
液位-流量串級(jí)控制系統(tǒng)流程圖
2．按要求接好實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線和通訊線。
將PC與控制臺(tái)右側(cè)面的PLC通訊口“LAN”用網(wǎng)線連接。
在傳感器信號(hào)輸出區(qū)域，將流量計(jì)1信號(hào)FT1端口用實(shí)驗(yàn)線連接到PLC的AI0信號(hào)輸入端，將上水箱液位信號(hào)LT1用實(shí)驗(yàn)線連接到PLC的AI1信號(hào)輸入端，正負(fù)一一對(duì)應(yīng)。
將PLC控制模塊輸出信號(hào)AO1連接到執(zhí)行器控制信號(hào)輸入?yún)^(qū)的電動(dòng)閥輸入信號(hào)端口，正負(fù)一一對(duì)應(yīng)。
3．將手動(dòng)閥門(mén)1V1、V3、V4打開(kāi)，將手動(dòng)閥門(mén)1V2關(guān)閉。
4．先打開(kāi)控制臺(tái)左側(cè)的總電源開(kāi)關(guān)，按“Start”按鈕啟動(dòng)設(shè)備，再打開(kāi)PLC控制單元電源。
5．在PC上運(yùn)行工程“PLC200控制實(shí)驗(yàn)”。
6．選擇系統(tǒng)管理菜單中的用戶登錄，登錄用戶。
7．進(jìn)入實(shí)驗(yàn)?zāi)夸涰?yè)面，選擇 “液位流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)”。
8．參數(shù)設(shè)置。
周期Ts=1 （參考值）
設(shè)定值SV=10 （參考值）
Kc1=0.02（參考值） Ti1=5 （參考值）
Td1=0 （參考值） Kc2=20 （參考值）
Ti2=60 （參考值） Td2=0 （參考值）
9.選擇自動(dòng)控制。
10.打開(kāi)水泵電源開(kāi)關(guān)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電源開(kāi)關(guān)。
10．觀察計(jì)算機(jī)上的實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線。
11．待系統(tǒng)穩(wěn)定后，給定加個(gè)階躍信號(hào)，觀察其液位變化曲線。
12．再等系統(tǒng)穩(wěn)定后，給系統(tǒng)加個(gè)干擾信號(hào)，觀察液位變化曲線。
13．實(shí)驗(yàn)完成后，點(diǎn)擊結(jié)束實(shí)驗(yàn)退出，關(guān)閉各個(gè)電源開(kāi)關(guān)，拔出并整理實(shí)驗(yàn)線。
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