实验一液位流量过程控制系统.doc

实验一液位流量过程控制系统是针对自动化控制领域的一项基础实践，旨在帮助学生理解和掌握工业生产中常见的液位和流量控制。这个实验涵盖了多个关键知识点，包括动态特性测试、单回路控制系统、串级控制系统和比值控制系统。 1. **动态特性测试**： - **液位对象**：通过测试液位变化对输入信号的响应，了解对象的动态特性，如上升时间、超调量和稳定时间等。 - **流量对象**：测试流量变化对调节信号的响应，评估流量传感器的精度和系统的稳定性。 2. **单回路控制系统**： - **液位控制**：调整控制器参数（P、I、D），实现对液位的精确控制，理解不同参数如何影响系统的响应速度和稳定性。 - **流量控制**：类似地，对流量进行控制，分析参数整定对流量波动的抑制效果。 3. **串级控制系统**： - **串级控制的组成**：由主控制器和副控制器构成，主控制器调节主变量（如液位），副控制器调节副变量（如流量）。 - **参数整定**：针对主、副控制器分别进行参数整定，提高系统的整体控制性能。 4. **比值控制系统**： - **相乘控制方案**：实现两个变量之间的比例关系控制，比如流量与液位的比值。 - **比值系数设置**：调整比值系数以满足特定的工艺需求，如保持恒定的液位与流量比。 实验预备知识涉及差压变送器、电气调节阀和流量传感器的工作原理，以及PID数字控制仪的使用。预习阶段要求学生熟悉实验装置，绘制实验原理图和接线图，并预先规划操作步骤。 实验装置包括控制对象（液位和流量设备）和控制台，其中液位由差压变送器检测，流量由涡轮流量传感器监测。调节阀和流量变送器通过电气转换器与数字调节仪表相连，形成闭环控制系统。系统设计为线性，以便于理解和分析。 在实验报告中，学生需详细记录实验目的、原理图、接线图、步骤、参数整定和结果分析。实验结果应包含实际的实验曲线，通过分析得出对象的时间常数T、放大系数K和滞后时间，以全面评估系统的性能。 这个实验旨在让学生深入理解工业过程控制的关键概念和技术，通过实际操作提升他们的理论知识和实践技能。