实验二串级控制系统的构成

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1、自动化093戴鹏()902100637实验二串级控制系统的构成、投运和参数整定及控制质量研究一、实验目的1、加深理解串级控制系统的工作原理及特点。2、掌握串级控制系统的设计和纽成。3、学习相关的组态软件4、初步掌握串级控制系统的控制器参数调整方法。二、实验设备1、A3000-FS现场总线型过程控制现场系统4套2、A3000-CS±位控制系统4套三、实验要求1、根据工艺要求和工况条件，设计出合理口J行的串级控制系统。（1）要求及条件工艺要求：下水箱液位控制在某一高度上。对下水箱液位产生影响的扰动量：若干变量。（2）控制

2、方案主被控变量C］（t）、副被控变量C2（t）及操纵变量q（t）等的选择；主控制器和副控制器控制算法的选择及正、反作用的确定等。2、掌握串级控制系统的控制器参数整定方法和系统投运步骤。3、经过参数调整，获得最佳的控制效果，并通过干扰來验证。四、实验内容1、液位流量串级控制系统方案及工作原理实验以串级控制系统来控制下水箱液位，以笫二支路流量为副被控变量，右边水泵直接向下水箱注水，流量变动的时间常数小、时延小，控制通道短，从而可加快提高响应速度，缩短过渡过程时间，符合副回路选择的超前，快速、反应灵敏等要求。以卜-水箱为主

3、被控对象。流量的改变需要经过一定时间才能反应到卜-水箱液位的变及控制质量研究一、实验目的1、加深理解串级控制系统的工作原理及特点。2、掌握串级控制系统的设计和纽成。3、学习相关的组态软件4、初步掌握串级控制系统的控制器参数调整方法。二、实验设备1、A3000-FS现场总线型过程控制现场系统4套2、A3000-CS±位控制系统4套三、实验要求1、根据工艺要求和工况条件，设计出合理口J行的串级控制系统。（1）要求及条件工艺要求：下水箱液位控制在某一高度上。对下水箱液位产生影响的扰动量：若干变量。（2）控制方案主被控变量C

4、］（t）、副被控变量C2（t）及操纵变量q（t）等的选择；主控制器和副控制器控制算法的选择及正、反作用的确定等。2、掌握串级控制系统的控制器参数整定方法和系统投运步骤。3、经过参数调整，获得最佳的控制效果，并通过干扰來验证。四、实验内容1、液位流量串级控制系统方案及工作原理实验以串级控制系统来控制下水箱液位，以笫二支路流量为副被控变量，右边水泵直接向下水箱注水，流量变动的时间常数小、时延小，控制通道短，从而可加快提高响应速度，缩短过渡过程时间，符合副回路选择的超前，快速、反应灵敏等要求。以卜-水箱为主被控对象。流量的

5、改变需要经过一定时间才能反应到卜-水箱液位的变化，时间常数比较大（时延较大）。如图2—1所示，流量变化行，—丈给定值门1FicH给定值rl水箱测屋值y:二^二液位h（LT；_；UCP—一输岀值5测量值'：ft•，输出佰山流星F<—干扰：流量变化珀图2-1液位一流最串级控制系统设计好下水箱和流量串级控制系统。将主控制器的输出送到副控制器的外给定输入端，而副控制器的输出去控制执行器。经反复调试，使第二支路的流量快速稳定在给定值上,这吋给定值应与副反馈值相同。待流量稳定后，通过变频器快速改变流量，加入扰动（即,使干扰落入串

6、级控制系统的副回路）。若控制器的各参数设置比较理想，且扰动量较小,经过副回路的及吋控制校正，基本不会影响下水箱的液位。如果扰动量较大或控制器的各参数设置不理想，虽然经过副回路的校正，还将会影响主回路的液位，此吋再山主回路进一步调节，从而完全克服上述扰动的影响，使液位调回到给定值上。当用第一动力支路把扰动加在下水箱时（即，干扰落入串级控制系统的主回路），扰动使液位发生变化，主回路产生校正作用，克服扰动对液位的影响。由于副回路的存在加快了校正作用,使扰动对主回路的液位影响较小。该串级控制系统框图如图2-2所示。图2-2液

7、位一流量串级控制系统原理方框图2、液位流量串级控制系统组态表2-1液位流最串级控制系统连接示意测最或控制最测量或控制量标号使用控制器端口电磁流量计FT102AI0下水箱液位LT103All调节阀FV101AOO3、液位流量串级控制系统实验内容与步骤（1）、在A3000-FS±,打开手动调节阀JV20kJV206,调节下水箱闸板具有一定开度，其余阀门关闭。（2）、按照表2—1进行连线。或者按如卜•操作：在A3000-CS上，将电磁流量计（FT102）连到控制器AIO输入端，下水箱液位（LT103）连到控制器All输入端

8、，电动调节阀（FV101）连到控制器AOO端。（3）、在A3000-FS±,启动右边水泵,给中水箱注水。（4）、首先进行副回路比例调节，获得§值。（5）、切换至单主回路控制。断开电磁流量计与AIO的连线，将下水箱液位连到AIO。调整主控制冋路（调节P、I值即可），对主控制器或调节器进行工作量设定。（6）、关闭阀JV205,当屮水箱液位降低2cm