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上水箱液位与电动调节阀支路流量串级控制实验

上水箱液位与电动调节阀支路流量串级控制实验

一、实验目的

1.熟悉液位-流量串级控制系统的结构与组成。   

2.掌握液位-流量串级控制系统的投运与参数整定方法。

3.研究阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主变量的影响。

4.主、副控制器参数的改变对系统性能的影响。

二、实验设备

1过程控制综合实验装置—PLC控制模块

2.计算机及MCGS组态软件—PLC200控制实验.MCG

3.实验专用线若干及网线一根。

三、实验原理

本实验将上水箱液位控制在设定高度。串级回路是由内反馈组成的双环控制系统,属于复杂控制范畴。在计算机中设置了两个虚拟控制器作为主副控制器。将上水箱的液位信号输出作为主控制器输入,主控制器的输出作为副控制器的输入,在串级控制系统中,两个控制器任务不同,因此要选择控制器的不同调节规律进行控制,副控制器主要任务是快速动作,迅速抵制进入副回路的扰动,至于副回路的调节不要求一定是无静差。主控制器的任务是准确保持下水箱液位在设定值,因此,主控制器采用PI控制器也可考虑采用PID控制器。  液位-流量串级控制系统的方块原理图如图所示。

上水箱液位与电动调节阀支路流量串级控制实验(图1)

液位-流量串级控制系统原理图

四、实验步骤与内容

1了解实验装置中的对象,流程图如图所示。

上水箱液位与电动调节阀支路流量串级控制实验(图2)

液位-流量串级控制系统流程图

2.按要求接好实验导线和通讯线。

将PC与控制台右侧面的PLC通讯口“LAN用网线连接。

在传感器信号输出区域,将流量计1信号FT1端口用实验线连接到PLC的AI0信号输入端,将上水箱液位信号LT1用实验线连接到PLC的AI1信号输入端,正负一一对应。

将PLC控制模块输出信号AO1连接到执行器控制信号输入区的电动阀输入信号端口,正负一一对应。

3.将手动阀门1V1、V3、V4打开,将手动阀门1V2关闭。

4.先打开控制台左侧的总电源开关,按“Start”按钮启动设备,再打开PLC控制单元电源。

5.在PC上运行工程“PLC200控制实验”。

6.选择系统管理菜单中的用户登录,登录用户。

7.进入实验目录页面,选择 “液位流量串级控制实验”。

8.参数设置。

     周期Ts=1   (参考值)

     设定值SV=10  (参考值)   

     Kc1=0.02(参考值)         Ti1=5   (参考值)

     Td1=0   (参考值)         Kc2=20  (参考值)

     Ti2=60  (参考值)         Td2=0   (参考值)

9.选择自动控制。

10.打开水泵电源开关、电动调节阀电源开关。

10.观察计算机上的实时曲线和历史曲线。

11.待系统稳定后,给定加个阶跃信号,观察其液位变化曲线。

12.再等系统稳定后,给系统加个干扰信号,观察液位变化曲线。

13.实验完成后,点击结束实验退出,关闭各个电源开关,拔出并整理实验线。


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