1、第一章控制系統(tǒng)的組成及認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)第一節(jié)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS的組成與認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介本現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是基于 PROFIBUS 口工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議、在傳統(tǒng)過程 控制實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上升級(jí)而成的新一代過程控制系統(tǒng)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分為上位控制系統(tǒng)和控制對(duì)象兩部分，上位控制系統(tǒng)流程圖如圖1-1所示：圖1-1上位控制系統(tǒng)流程圖控控制系統(tǒng)沆程圖J0/100M工業(yè)必太網(wǎng)FRJFJEUS-DF卩如F1FUS-P沖閥門定位器CPU315-E dp343-1HU3TT3 TT斗 T75 -12 FT3號(hào)軸扎I LTILTSTT?PCETAIADSMM331332電隣計(jì)(E) 級(jí)庫(kù)范圍o-o.sP3/h圧力變

2、送器-LT3)証屋密2血廣(TT1)制對(duì)象總貌圖如圖1-2所 示。圖1-2控制對(duì)象總貌圖、系統(tǒng)組成本實(shí)驗(yàn)裝置由被控對(duì)象和上位控制系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)動(dòng)力支路分兩路： 一路由三相（380V交流）磁力驅(qū)動(dòng)泵、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、直流電磁閥、PA電磁流量計(jì)及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成；另一路由變頻器、三相磁力驅(qū)動(dòng)泵（220V變頻）、渦輪流量計(jì)及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成。1、被控對(duì)象被控對(duì)象由不銹鋼儲(chǔ)水箱、上、中、下三個(gè)串接圓筒形有機(jī)玻璃水箱、 4.5Kw 電加熱鍋爐 （ 由不銹鋼鍋和鍋爐夾套構(gòu)成 ） 、冷熱水交換盤管和敷塑不銹鋼管路組 成。水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。 上、中、下水箱采用淡藍(lán)色 圓筒型有機(jī)玻璃， 不

3、但堅(jiān)實(shí)耐用， 而且透明度高， 便于學(xué)生直能接觀察到液位的 變化和記錄結(jié)果。上、中水箱尺寸均為： d=25cm,h=20 cm；下水箱尺寸為：d=35cm,h=20cm。每個(gè)水箱有三個(gè)槽，分別是緩沖槽，工作槽，出水槽。儲(chǔ)水箱 尺寸為：長(zhǎng)X寬X高=68cmx 52 cmx 43 cm。儲(chǔ)水箱內(nèi)部有兩個(gè)橢圓形塑料過濾網(wǎng) 罩，防止兩套動(dòng)力支路進(jìn)水時(shí)有雜物進(jìn)入泵中。模擬鍋爐：此鍋爐采用不銹鋼制成，由加熱層（內(nèi)膽）和冷卻層（夾套）組 成。做溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)， 冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)， 使加熱層的 溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測(cè)其溫度。盤管：長(zhǎng) 37 米（ 43 圈），可做溫度

4、純滯后實(shí)驗(yàn)，在盤管上有兩個(gè)不同的溫 度檢測(cè)點(diǎn)， 因而有兩個(gè)不同的滯后時(shí)間。 在實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需要選擇 不同的滯后時(shí)間。 盤管出來的水既可以回流到鍋爐內(nèi)膽， 也可以經(jīng)過渦輪流量計(jì) 完成流量滯后實(shí)驗(yàn)。管道：整個(gè)系統(tǒng)管道采用敷塑不銹鋼管組成， 所有的水閥采用優(yōu)質(zhì)球閥， 徹 底避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。 有效提高了實(shí)驗(yàn)裝置的使用年限。 其中儲(chǔ)水箱 底有一個(gè)出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時(shí)，將球閥打開讓水直接排出。2、檢測(cè)裝置壓力傳感器、變送器：采用SIEMENS? PROFIBUS-PAI訊協(xié)議的壓力傳感器 和工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器， 擴(kuò)散硅壓力變送器含不銹鋼隔離膜片， 同時(shí)采用 信號(hào)隔離技術(shù)

5、，對(duì)傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。壓力傳感器用來對(duì)上、中、下水箱 的液位進(jìn)行檢測(cè)，其精度為0.5級(jí)，因?yàn)闉槎€制，故工作時(shí)需串接24V直流電 源。溫度傳感器：本裝置采用六個(gè) Pt100 傳感器，分別用來檢測(cè)上水箱出口、鍋 爐內(nèi)膽、鍋爐夾套以及盤管的水溫。 六個(gè) Pt100 傳感器的檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)鍋爐內(nèi) 膽溫度的一路到SIEMENS PROFIBUS-PA通訊協(xié)議的溫度變送器，直接轉(zhuǎn)化成數(shù) 字信號(hào)；另外五路經(jīng)過常規(guī)溫度變送器，可將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成420mADC電流信號(hào)。 Pt100 傳感器精度高，熱補(bǔ)償性能較好。流量傳感器、 轉(zhuǎn)換器：流量傳感器分別用來對(duì)調(diào)節(jié)閥支路、 變頻支路及盤管 出口支路的流量進(jìn)行測(cè)

6、量。渦輪流量計(jì)型號(hào)： LWGY-1，0 流量范圍： 0 1.2m3/h ， 精度：1.0%。輸出：420mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。本裝置采用兩套流量傳感器、變送器分 別對(duì)變頻支路及盤管出口支路的流量進(jìn)行測(cè)量，調(diào)節(jié)閥支路的流量檢測(cè)采用 SIEMENS PROFIBUS-P通訊接口的檢測(cè)和變送一體的電磁式流量計(jì)。3執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥：采用SIEMENS? PROFIBUS-PAS訊協(xié)議的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來進(jìn)行控 制回路流量的調(diào)節(jié)。它具有精度高、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、耗氣量少、可 靠性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。由CPU直接發(fā)送的數(shù)字信號(hào)控制閥門的開度，本氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)校正，使用和校正都非常方便。變頻器：本裝置采

7、用SIEMENS PROFIBUS-D通訊接口模塊的變頻器，其輸 入電壓為單相 AC220V輸出為三相 AC220V水泵：本裝置采用磁力驅(qū)動(dòng)泵，型號(hào)為 16CQ-8P流量為32升/分，揚(yáng)程為 8米，功率為180W泵體完全采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長(zhǎng)。其中 一只為三相380V恒壓驅(qū)動(dòng)，另一只為三相變頻 220V輸出驅(qū)動(dòng)。可移相SCR調(diào)壓裝置：采用可控硅移相觸發(fā)裝置，輸入控制信號(hào)為420mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。輸出電壓用來控制加熱器加熱，從而控制鍋爐的溫度。電磁閥：在本裝置中作為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路， 起到階躍干擾的作用。 電磁閥22型號(hào)為：2W-160-25 ;工作壓力：最小壓力為 0Kg/cm

8、，最大壓力為7Kg/cm ； 工作溫度：580C。4控制器控制器采用SIEMENS司的S7300 CPU型號(hào)為315-2DP,本CPU既具有能 進(jìn)行多點(diǎn)通訊功能的MPI接口，又具有PROFIBUS-D通訊功能的DP通訊接口。 5、空氣壓縮機(jī)用于給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥提供氣源， 電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過三角膠帶傳帶動(dòng)空壓機(jī)曲軸 旋轉(zhuǎn)，經(jīng)連桿帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使汽缸、活塞、閥組所組成的密閉空間容積 產(chǎn)生周期變化，完成吸氣、壓縮、排氣的空氣壓縮過程，壓縮空氣經(jīng)繞有冷卻翅 片的排氣銅管、單向閥進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。空壓機(jī)設(shè)有氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣壓超過額定排氣壓力時(shí)， 壓 力開關(guān)會(huì)自動(dòng)切斷電源使空壓機(jī)自動(dòng)停止工作，

9、 當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體壓力因外部設(shè) 備的使用而下降到額定排壓以下 0.2-0.3Mpa 時(shí)，氣壓開關(guān)自動(dòng)復(fù)位，空壓機(jī)又 重新工作，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓縮空氣壓力保持在一定范圍內(nèi)。三、電源控制臺(tái) （僅早期控制系統(tǒng)需依賴電源控制臺(tái)， 升級(jí)后的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系 統(tǒng)本身已集成電源控制部分）電源控制屏面板： 充分考慮人身安全保護(hù)， 帶有漏電保護(hù)空氣開關(guān)、 電壓型 漏電保護(hù)器、電流型漏電保護(hù)器。儀表綜合控制臺(tái)包含了原有的常規(guī)控制系統(tǒng)， 由于它預(yù)留了升級(jí)接口， 因此 它在總線控制系統(tǒng)中的作用就是為上位控制系統(tǒng)提供信號(hào)。四、總線控制柜總線控制柜有以下幾部分構(gòu)成：1、控制系統(tǒng)供電板：該板的主要作用是把工頻 AC220V專換為

10、DC24V給主 控單元和DP從站供電。2、控制站：控制站主要包含CPU以太網(wǎng)通訊模塊、DP鏈路、分布式I/O DP 從站和變頻器DP從站構(gòu)成。3、溫度變送器：PA溫度變送器把PT100的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后傳送 給DP鏈路。五、系統(tǒng)特點(diǎn)被控參數(shù)全面 , 涵蓋了連續(xù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中的液位、壓力、流量及溫度等 典型參數(shù)。本裝置由控制對(duì)象、綜合上位控制系統(tǒng)、上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)三部分組成。 真實(shí)性、直觀性、綜合性強(qiáng)，控制對(duì)象組件全部來源于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 執(zhí)行器中既有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，又有變頻器、可控硅移相調(diào)壓裝置，調(diào)節(jié)系統(tǒng)除 了有設(shè)定值階躍擾動(dòng)外， 還可以通過對(duì)象中電磁閥和手動(dòng)操作閥制造各種擾 動(dòng)。一個(gè)被調(diào)參數(shù)可

11、在不同動(dòng)力源、不同執(zhí)行器、不同的工藝管路下演變成多種 調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)使 2個(gè)信號(hào)在本對(duì)象中存在著相互耦合， 二者同時(shí)需要對(duì)原獨(dú)立 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)進(jìn)行整定，或進(jìn)行解耦實(shí)驗(yàn)，以符合工業(yè)實(shí)際的性能要 求。能進(jìn)行單變量到多變量控制系統(tǒng)及復(fù)雜過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 各種控制算法和調(diào)節(jié)規(guī)律在開放的實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)上都可以實(shí)現(xiàn)。六、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件分為上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件兩部分，下位機(jī)軟件采用 SIEMENS 的STEP7上位機(jī)軟件采用SIEMENS勺WINCC上、下位機(jī)軟件在后面的實(shí)驗(yàn)中 將分別敘述。七、裝置的安全保護(hù)體系（僅早期控制系統(tǒng)有此電源控制部分，升級(jí)后的

12、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)本身已集成電源控制部分）1、三相四線制總電源輸入經(jīng)帶漏電保護(hù)器裝置的三相四線制斷路器進(jìn)入系 統(tǒng)電源后又分為三相電源支路和不同的單相支路，每一支路給各自的負(fù)載供電。 總電源設(shè)有通電指示燈和三相指示表。2、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進(jìn)行控制。 屏上裝有一套電壓型漏電保護(hù)裝置和一套電流型漏電保護(hù)裝置?？刂破羶?nèi)或強(qiáng)電的輸出（包括實(shí)驗(yàn)中的連線）若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，以確 保實(shí)驗(yàn)安全。3、控制屏設(shè)有服務(wù)管理器（即定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀） ，為指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生 實(shí)驗(yàn)技能的考核提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。4、各種電源及各種儀表均有可靠的保護(hù)功能。5、實(shí)驗(yàn)強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電

13、事故的發(fā)生。6、強(qiáng)、弱電連線插頭采用不同的結(jié)構(gòu)插頭， 以防止強(qiáng)弱電用電插頭的混淆。第一節(jié)、單容水箱特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉稳菟潆A躍響應(yīng)測(cè)試方法，并記錄相應(yīng)液位的響應(yīng)曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的液位階躍響應(yīng)曲線， 用相關(guān)的方法確定被測(cè)對(duì)象的特征參 數(shù) T 和傳遞函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備THJ-FCS 型高級(jí)過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件萬(wàn)用電表一只。三、實(shí)驗(yàn)原理圖ri-s吆*竺-XF1-1一YH f上水育Ox時(shí)，h (x) =KR，因而有K=h (x) /R0=輸出穩(wěn)態(tài)值/階躍輸入當(dāng)t=T時(shí)，則有h(T)=KRo(1-e -1)=O.632KRo=O.632h( x)式(2-6)表示一階慣性環(huán)節(jié)的

14、響應(yīng)曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)，如圖2-2所示。圖2-2單容水箱的單調(diào)上升指數(shù)曲線當(dāng)由實(shí)驗(yàn)求得圖2-2所示的階躍響應(yīng)曲線后，該曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的63漸 對(duì)應(yīng)的時(shí)間，就是水箱的時(shí)間常數(shù) T。該時(shí)間常數(shù)T也可以通過坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)響應(yīng) 曲線作切線，切線與穩(wěn)態(tài)值交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是時(shí)間常數(shù)T，由響應(yīng)曲線求得K和T后，就能求得單容水箱的傳遞函數(shù)如式(2-5)所示。圖2-3單容水箱的階躍響應(yīng)曲線如果對(duì)象的階躍響應(yīng)曲線為圖2-3，貝恠此曲線的拐點(diǎn)D處作一切線，它與 時(shí)間軸交于B點(diǎn)，與響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值的漸近線交于 A點(diǎn)。圖中0B即為對(duì)象的滯后時(shí) 間t, BC為對(duì)象的時(shí)間常數(shù)T,所得的傳遞函數(shù)為：H(S)=Ke1 Ts控

15、制菸沆程圖四、實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖本實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的流程圖如圖2-4所示圖2-4 實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng) 流程圖上水 箱液位檢 測(cè)信號(hào) LT1為標(biāo) 準(zhǔn)的模擬 信號(hào)，直接 傳送到 SIEMENS 的模擬量 輸入模塊SM331 ,SM331和分布式I/O模塊ET200M#接相連，ET200M掛接到PROFIBUS-D總線上，PROFIBUS-D總線上掛接有控制器 CPU315-2 DP(CPU315-2 DP為 PROFIBUS-DP總線上的DP主站),這樣就完成了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信號(hào)到 CPU的傳送。本實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為帶PROFIBUS-PA通訊接口的閥門定位器，掛接在PROFIBUS-P總線上，PROFIBUS-P

16、A、線通過LINK和COUPLE組成的DP鏈路與PROFIBUS-D總線交換數(shù)據(jù)，PROFIBUS-D總線上掛接有控制器 CPU315-2 DP 這樣控 制器 CPU315-2 DP發(fā)出的 控制信 號(hào)就經(jīng)由 PROFIBUS-DP總線 到達(dá)PROFIBUS-P總線來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門定位器五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟本實(shí)驗(yàn)選擇上水箱作為被測(cè)對(duì)象（也可選擇中水箱或下水箱）。實(shí)驗(yàn)之前先將 儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門F1-1、F1-2、F1-6全開，將上水箱出水閥門F1-9 開至適當(dāng)開度，其余閥門均關(guān)閉。1、接通控制柜和控制臺(tái)的相關(guān)電源， 并啟動(dòng)磁力驅(qū)動(dòng)泵，接通空壓機(jī)電源。 控制柜無需接線。2、打開作上位控制

17、的PC機(jī)，點(diǎn)擊“開始”菜單，選擇彈出菜單中的“SIMATIC 選項(xiàng)，再點(diǎn)擊彈出菜單中的“ WINCC ，再選擇彈出菜單中的“ WINCC CONTROL CENTER 5.0 ,進(jìn)入WINC（資源管理器，打開組態(tài)好的上位監(jiān)控程序，點(diǎn)擊管理 器工具欄上的“激活（運(yùn)行）”按鈕，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)主界面如圖2-5所示。THJ-FCS過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目此著M杲扯前創(chuàng)底M認(rèn)識(shí)圖2-5 實(shí)郵二、的峨件割拯和樫斥射y軸囚、一階甲容*希剎總輕性測(cè)乂京辟坦*總PID總H實(shí)翌I(lǐng)D控制歐卑、鍋爐宴套與內(nèi)圈朮矗串醍輕協(xié)實(shí)驗(yàn)水湛置侖號(hào)講*仃深趕串蟲藍(lán)制窖輔驗(yàn)主界面3、瓢七竟.刪內(nèi)撾格與*劑t輕控曽實(shí)駅鬟監(jiān)十人、卑【戲）用環(huán)課更

18、土悄樣鬥瑪嗤實(shí)程二宀用tE打K!實(shí)盤鼠標(biāo)左 鍵點(diǎn)擊 實(shí)驗(yàn)項(xiàng) 目“一階 單容水 箱對(duì)象 特性測(cè) 試 實(shí)Mttt1水矗毎訓(xùn)拎削察嘗或登_1-囚、略滬夬垂勻內(nèi)冊(cè)丸置岸構(gòu)整割實(shí)鯊驗(yàn)”，系正常的測(cè)試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)界面如圖 2-6所示圖2-6實(shí)驗(yàn)界 面 在 實(shí)驗(yàn)界 面的左 邊是實(shí) 驗(yàn)流程 圖，右邊 是參數(shù) 整定，下 面一排 六個(gè)切 換鍵的 功能如下：“實(shí)驗(yàn)流程”鍵：系統(tǒng)進(jìn)入正常測(cè)試狀態(tài)時(shí)，實(shí)驗(yàn)界面左邊就會(huì)顯示實(shí)驗(yàn)流 程圖，當(dāng)點(diǎn)擊“歷史曲線”鍵時(shí)，實(shí)驗(yàn)流程圖將會(huì)被歷史曲線所覆蓋，如需轉(zhuǎn)到 實(shí)驗(yàn)流程圖，應(yīng)點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)流程”鍵就可在實(shí)驗(yàn)界面左邊再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)流程圖。“參數(shù)整定”鍵：系統(tǒng)進(jìn)入正常測(cè)試狀態(tài)時(shí)，實(shí)驗(yàn)界面右邊

19、就會(huì)顯示參數(shù)整 定畫面，當(dāng)你點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)曲線”或“數(shù)據(jù)報(bào)表”鍵時(shí)，參數(shù)整定畫面的下半部分 將會(huì)被實(shí)時(shí)曲線或數(shù)據(jù)報(bào)表所覆蓋，如需轉(zhuǎn)到參數(shù)整定，點(diǎn)擊“參數(shù)整定”鍵即可在實(shí)驗(yàn)界面右邊再現(xiàn)參數(shù)整定畫面“實(shí)時(shí)曲線”鍵：系統(tǒng)進(jìn)入正常測(cè)試狀態(tài)時(shí)，實(shí)時(shí)曲線是不顯示的，如果需 要觀察實(shí)時(shí)曲線，點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)曲線”鍵，即可在實(shí)驗(yàn)界面右下方顯示實(shí)時(shí)曲線?！皻v史曲線”鍵：系統(tǒng)進(jìn)入正常測(cè)試狀態(tài)時(shí)，歷史曲線是不顯示的，如果需 要觀察歷史曲線，點(diǎn)擊“歷史曲線”鍵，即可在實(shí)驗(yàn)界面左邊顯示歷史曲線?！皵?shù)據(jù)報(bào)表”鍵：系統(tǒng)進(jìn)入正常測(cè)試狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)表是不顯示的，如果需 要數(shù)據(jù)報(bào)表，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)報(bào)表”鍵，即可在實(shí)驗(yàn)界面右下方顯示歷史曲線?！?/p>

20、返回主菜單”鍵：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，需退出實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊“返回主菜單”鍵，即 關(guān)閉當(dāng)前實(shí)驗(yàn)界面返回實(shí)驗(yàn)主界面。在上位機(jī)實(shí)驗(yàn)界面窗口給定閥門開度值 （既可拉動(dòng)輸出值旁邊的滾動(dòng)條， 也可直接在輸出值顯示框中輸入閥門開度值），使水箱的液位處于某一平衡位置。5、點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)界面下邊的“實(shí)時(shí)曲線”鍵，在界面的右下方將顯示液位的變 化曲線。6 在上位機(jī)實(shí)驗(yàn)界面窗口改變給定的閥門開度值，使其輸出有一個(gè)正（或 負(fù)）階躍增量的變化（此增量不宜過大，以免水箱中水溢出），使水箱液位上升或下降，經(jīng)過一定時(shí)間的調(diào)節(jié)后，水箱的液位進(jìn)入新的平衡狀態(tài)，其響應(yīng)曲線如 圖2-7所示。7觀察上位機(jī)監(jiān)控界面上水箱液位的歷史曲線和階躍響應(yīng)曲線8實(shí)驗(yàn)曲

21、線所得的結(jié)果填入下表。奢數(shù)值測(cè)量值放大系數(shù)K周期T時(shí)間常數(shù)T液位h正階躍輸入負(fù)階躍輸入平均值六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告3畫出單容水箱特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)和曲線，分析并計(jì)算出單容水箱液位對(duì)象時(shí)的參數(shù)及 傳遞函數(shù)。3、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)。七、思考題1 在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，為什么不能任意改變出水口閥開度的大?。?用響應(yīng)曲線法確定對(duì)象的數(shù)學(xué)模型時(shí)，其精度與那些因素有關(guān)？3、如果采用中水箱做實(shí)驗(yàn)，其響應(yīng)曲線與上水箱的曲線有什么異同？并分析 差異原因。第二節(jié)、上水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解單容液位定值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。2、掌握單容液位定值控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定和投運(yùn)方法。3、研究調(diào)節(jié)器相

22、關(guān)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的影響。4、了解P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分別對(duì)液位控制的作用。5、掌握在FCS控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)的傳送和控制信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑、實(shí)驗(yàn)設(shè)備THJ-FCS型高級(jí)過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件萬(wàn)用電表一只?？▅憂節(jié)0九動(dòng)* 上知g I_三、實(shí) 驗(yàn)原理 圖3-6上水箱單容液 位定值 控制系FV1二 T（a）結(jié)構(gòu)圖（b） 方框圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖3-6所示。被控量為上水箱（也可采用中水 箱或下水箱）的液位高度，實(shí)驗(yàn)要求它的液位穩(wěn)定在給定值。將壓力傳感器 LT1 檢測(cè)到的上水箱液位信號(hào)作為反饋信號(hào)，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控 制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的

23、開度，以達(dá)到控水箱液位的目的。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無靜差控制，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)為PI或PID控制四、實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖本實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的流程圖如圖3-7所示控制系統(tǒng)流程圖圖3-7驗(yàn)控 制系 統(tǒng)的 流程 圖上水箱液位檢測(cè)信號(hào)LT1為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào),直接傳送到SIEMENS勺模擬量輸入模塊 SM331 SM331和分布式I/O模塊ET200MB接相 連，ET200M掛接到PROFIBUS-DP總線上，PROFIBUS-DP總線上掛接有控制器 CPU315-2 DP（CPU315-2 DP為PROFIBUS-D總線上的DP主站），這樣就完成了 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信號(hào)到CPU的傳送。本實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行

24、機(jī)構(gòu)為帶PROFIBUS-PA通訊接口的閥門定位器，掛接在PROFIBUS-P總線上，PROFIBUS-P總線通過LINK和COUPLE組成的DP鏈路與PROFIBUS-D總線交換數(shù)據(jù)，PROFIBUS-D總線上掛接有控制器 CPU315-2 DP 這樣控 制器 CPU315-2 DP發(fā)出的 控制信 號(hào)就經(jīng)由 PROFIBUS-DP總線 到達(dá)PROFIBUS-P總線來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門定位器五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門 F1-1、F1-2、F1-6全開，將上 水箱出水閥門F1-9開至適當(dāng)開度，其余閥門均關(guān)閉。1、接通控制柜和控制臺(tái)電源電源，并啟動(dòng)磁力驅(qū)動(dòng)泵和空壓機(jī)。

25、2、打開作上位控制的PC機(jī)，點(diǎn)擊“開始”菜單，選擇彈出菜單中的“SIMATIC 選項(xiàng)，再點(diǎn)擊彈出菜單中的“ WINCC ，再選擇彈出菜單中的“ WINCC CONTROL CENTER 5.0 ,進(jìn)入WINC（資源管理器，打開組態(tài)好的上位監(jiān)控程序，點(diǎn)擊管理 器工具欄上的“激活（運(yùn)行）”按鈕，進(jìn)入的實(shí)驗(yàn)主界面如本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第二章 第一節(jié)中的圖2-5所示。3、 鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“上水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)”，系統(tǒng)進(jìn)入正常的測(cè) 試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)界面如圖 3-8所示。圖3-8 實(shí)驗(yàn)界面 在 實(shí)驗(yàn)界 面的左 邊是實(shí) 驗(yàn)流程 圖，右邊 是參數(shù) 整定，下 面一排 六個(gè)切換鍵的功能同本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)第二章第一節(jié)

26、所描述的功能相同。4、在上位機(jī)監(jiān)控界面中點(diǎn)擊“手動(dòng)”，并將設(shè)定值和輸出值設(shè)置為一個(gè)合適 的值，此操作可通過設(shè)定值或輸出值旁邊相應(yīng)的滾動(dòng)條或輸出輸入框來實(shí)現(xiàn)。5、啟動(dòng)磁力驅(qū)動(dòng)泵，磁力驅(qū)動(dòng)泵上電打水，適當(dāng)增加/減少輸出量，使上水 箱的液位平衡于設(shè)定值。6按本章第一節(jié)中的經(jīng)驗(yàn)法或動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法整定PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)，并按整定后的PI參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置。7、待液位穩(wěn)定于給定值后，將調(diào)節(jié)器切換到“自動(dòng)”控制狀態(tài)，待液位平 衡后，通過以下幾種方式加干擾：（1）突增（或突減）設(shè)定值的大小，使其有一個(gè)正（或負(fù)）階躍增量的變 化；（此法推薦，后面兩種僅供參考）（2）將氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路閥F1-3或F1-4 （同

27、電磁閥）開至適當(dāng)開度；（3）將下水箱進(jìn)水閥F1-8開至適當(dāng)開度；（改變負(fù)載）以上幾種干擾均要求擾動(dòng)量為控制量的 5%15%,干擾過大可能造成水箱 中水溢出或系統(tǒng)不穩(wěn)定。加入干擾后，水箱的液位便離開原平衡狀態(tài)，經(jīng)過一段 調(diào)節(jié)時(shí)間后，水箱液位穩(wěn)定至新的設(shè)定值（采用后面兩種干擾方法仍穩(wěn)定在原設(shè) 定值），觀察計(jì)算機(jī)記錄此時(shí)的設(shè)定值、輸出值和參數(shù)，液位的響應(yīng)過程曲線將 如圖3-9所示。8、分別適量改變調(diào)節(jié)器的P及I參數(shù)，重復(fù)步驟7,通過實(shí)驗(yàn)界面下邊的 按鈕切換觀察計(jì)算機(jī)記錄不同控制規(guī)律下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。9、 分別用P、PD PID三種控制規(guī)律重復(fù)步驟 48,通過實(shí)驗(yàn)界面下邊的 按鈕切換觀察計(jì)算機(jī)記錄

28、不同控制規(guī)律下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出單容水箱液位定值控制實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)框圖。2、用實(shí)驗(yàn)方法確定調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)，寫出整定過程3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線，分析系統(tǒng)在階躍擾動(dòng)作用下的靜、動(dòng)態(tài)性能。4、比較不同 PID 參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生的影響。5、分析 P、PI、PD、PID 四種控制規(guī)律對(duì)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的作用。七、思考題1、如果采用下水箱做實(shí)驗(yàn)，其響應(yīng)曲線與中水箱的曲線有什么異同？并分析差異原因。2、改變比例度S和積分時(shí)間T對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生什么影響？第五節(jié)、鍋爐內(nèi)膽水溫 PID 控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解單回路溫度控制系統(tǒng)的組成與工作原理。2、研究P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分

29、別對(duì)溫度系統(tǒng)的控制作用。3、了解 PID 參數(shù)自整定的方法及其參數(shù)整定在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性。4、分析鍋爐內(nèi)膽動(dòng)態(tài)水溫與靜態(tài)水溫在控制效果上有何不同之處？5、理解鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制采用 FCS控制方案實(shí)現(xiàn)的過程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（同前）三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)以鍋爐內(nèi)膽作為被控對(duì)象， 內(nèi)膽的水溫為系統(tǒng)的被控制量。 本實(shí)驗(yàn)要 求鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定至給定量，將鉑電阻TT1檢測(cè)到的鍋爐內(nèi)膽溫度信號(hào)作為 反饋信號(hào)，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控制三相調(diào)壓模塊的輸出電壓 （即三相電加熱管的端電壓） ，以達(dá)到控制鍋爐內(nèi)膽水溫的目的。在鍋爐內(nèi)膽水 溫的定值控制系統(tǒng)中， 其參數(shù)的整定方法與其它單回路控制系統(tǒng)一樣，

30、但由于加 熱過程容量時(shí)延較大，所以其控制過渡時(shí)間也較長(zhǎng)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器可選擇PD或PID控制。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖 3-15所示。圖 3-15鍋爐內(nèi) 膽溫度 特性測(cè) 試系統(tǒng)a）結(jié)構(gòu)圖（b）方框圖可以采用兩種方案對(duì)鍋爐內(nèi)膽的水溫進(jìn)行控制：（一）鍋爐夾套不加冷卻水（靜態(tài)）（二）鍋爐夾套加冷卻水（動(dòng)態(tài)）顯然，兩種方案的控制效果是不一樣的，后者比前者的升溫過程稍慢，降溫 過程稍快。無論操作者采用靜態(tài)控制或者動(dòng)態(tài)控制，本實(shí)驗(yàn)的上位監(jiān)控界面操作 都是一樣的。四、實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖本實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖如圖3-16所示(TTL圖 3-16實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖本 實(shí)驗(yàn)主要涉及兩路信號(hào)，一路是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信號(hào)鍋爐

31、內(nèi)膽溫度，另外一路是控制移項(xiàng)調(diào)壓 模塊輸出的控制信號(hào)。鍋爐內(nèi)膽溫度的檢測(cè)裝置為 PT100熱電阻，PT100熱電阻檢測(cè)到的信號(hào)傳送 給溫度變送器，本系統(tǒng)采用帶PROFIBUS-PAffl訊接口的溫度變送器，掛接在PROFIBUS-P總線上，PROFIBUS-P總線通過LINK和COUPLE組成的DP鏈路與 PROFIBUS-D總線交換數(shù)據(jù)，PROFIBUS-D總線上掛接有控制器 CPU315-2 DP 這樣就完成了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信號(hào)到 CPU的傳送。本實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為移項(xiàng)調(diào)壓模塊，移項(xiàng)調(diào)壓模塊所需的控制信號(hào)是4到20mA電流信號(hào)。控制信號(hào)由控制器 CPU315-2 DP發(fā)出，經(jīng)由PROFIBUS-D

32、總線 到達(dá)分布式I/O模塊ET200M模擬量輸出模塊 SM332和分布式I/O模塊ET200M 直接相連，最后模擬量輸出4到20mA電流信號(hào)控制移項(xiàng)調(diào)壓模塊的輸出電壓。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟本實(shí)驗(yàn)選擇鍋爐內(nèi)膽水溫作為被控對(duì)象，實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱貯足水量，將閥門F1-1、F1-2、F1-5、F1-13全開，手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門F1-3至適當(dāng)開度，其余閥 門關(guān)閉，啟動(dòng)380伏交流磁力泵，給鍋爐內(nèi)膽貯存一定的水量（要求至少高于液 位指示玻璃管的紅線位置），然后關(guān)閉閥F1-13，打開閥F1-12，為給鍋爐夾套供 冷水做好準(zhǔn)備。1、接通控制系統(tǒng)電源，打開用作上位監(jiān)控的PC機(jī)，進(jìn)入后的實(shí)驗(yàn)主界面如 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第二章

33、第一節(jié)中的圖2-5所示。2、在實(shí)驗(yàn)主界面中選擇本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)即 “鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實(shí)驗(yàn)”，系統(tǒng)進(jìn)入正常的測(cè)試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)界面如圖3-17所示。圖 3-17 實(shí)驗(yàn)界面3、在 上位機(jī)監(jiān) 控界面中 點(diǎn)擊“手 動(dòng)”，并將 輸出值設(shè) 置為一個(gè) 合適的值，此操作既可拉動(dòng)輸出值旁邊的滾動(dòng)條，也可直接在輸出值顯示框中輸入。4、合上三相電源空氣開關(guān)，三相電加熱管通電加熱，適當(dāng)增加/減少輸出量， 使鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定于設(shè)定值。5、 按本章第一節(jié)中的經(jīng)驗(yàn)法或動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，選擇PID 控制規(guī)律，并按整定后的PID參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置。6待鍋爐內(nèi)膽水溫穩(wěn)定于給定值時(shí)，將調(diào)節(jié)器切換到“自動(dòng)”狀態(tài)，待

34、水溫穩(wěn)定后，突增（或突減）設(shè)定值的大小，使其有一個(gè)正（或負(fù)）階躍增量的變 化（即階躍干擾，此增量不宜過大，一般為設(shè)定值的5%15%為宜），鍋爐內(nèi)膽的水溫便離開原平衡狀態(tài)，經(jīng)過一段調(diào)節(jié)時(shí)間后，水溫穩(wěn)定至新的設(shè)定值。點(diǎn)擊 實(shí)驗(yàn)界面下邊的切換按鈕，觀察實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表所記錄的設(shè)定值、 輸出值，內(nèi)膽水溫的響應(yīng)過程曲線將如圖 3-18所示。h(2)D 圖 3-18內(nèi)膽水溫的響應(yīng)過程曲線7、適量改變控制器的PID參數(shù)，重復(fù)步驟6,觀察計(jì)算機(jī)記錄不同參數(shù)時(shí) 系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。8、開始往鍋爐夾套打冷水，重復(fù)步驟 37，觀察實(shí)驗(yàn)的過程曲線與前面不 加冷水的過程有何不同。9、 分別采用P、PI、PD控制

35、規(guī)律，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察在不同的PID參數(shù) 值下，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)框圖。2、用實(shí)驗(yàn)方法確定調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)，寫出整定過程。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線，分析系統(tǒng)在階躍擾動(dòng)作用下的靜、動(dòng)態(tài)性能。4、比較不同PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生的影響。5、分析P、PI、PD PID四種控制方式對(duì)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的作用。6綜合分析FCSg制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和本實(shí)驗(yàn)中所涉及到的各種信號(hào)在通訊網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路徑七、思考題1、在溫度控制系統(tǒng)中，為什么用 PD和PID控制，系統(tǒng)的性能并不比用 PI控制時(shí)有明顯地改善？2、為什么內(nèi)膽動(dòng)態(tài)水的溫度控制比靜態(tài)水時(shí)的溫度控制更容易穩(wěn)定

36、，動(dòng)態(tài)性能更好？第七節(jié)、單閉環(huán)流量PID控制實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與原理。2、掌握單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定方法。3、研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的影響。4、研究P、PI、PD和PID四種控制分別對(duì)流量系統(tǒng)的控制作用。5、理解單閉環(huán)流量PID控制實(shí)驗(yàn)采用FCS控制方案的實(shí)現(xiàn)過程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（同前）三、實(shí)驗(yàn)原理(I)b)圖3-22單閉環(huán) 流量定 值控制 系統(tǒng)a）結(jié)構(gòu)圖（b）方框圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖 3-22所示。被控量為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路（也 可采用變頻器支路）的流量，實(shí)驗(yàn)要求氣動(dòng)閥支路流量穩(wěn)定至給定值。 將電磁流 量計(jì)FT1檢測(cè)到的流量

37、信號(hào)作為反饋信號(hào)，并與給定量比較，其差值通過調(diào)節(jié)器 控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，以達(dá)到控制管道流量的目的。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定 和階躍擾動(dòng)作用下的無靜差控制，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)為PI控制，并在實(shí)驗(yàn)中P、I參數(shù)設(shè)置要比較大。四、實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖本實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)流程圖如圖3-23所示控制系統(tǒng)流程圏圖 3-23 實(shí)驗(yàn)控 制系統(tǒng) 流程圖本 實(shí)驗(yàn)中 的流量 檢測(cè)裝 置（電 磁流量 計(jì)）和 執(zhí)行機(jī) 構(gòu)（閥 門定位 器）均 為帶PROFIBUS-PA通訊接口的部件，掛接在 PROFIBUS-P總線上，PROFIBUS-P總線 通過LINK和COUPLE組成的DP鏈路與PROFIBUS-DJP、線交換數(shù)據(jù)，PROFI

38、BUS-DP 總線上掛接有控制器 CPU315-2DF，由于PROFIBUS-P總線和PROFIBUS-D總線 中信號(hào)傳輸是雙向的，這樣既完成了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)向 CPU的傳送，又使得控制器 CPU315-2DP發(fā)出的控制信號(hào)經(jīng)由 PROFIBUS-D總線至U達(dá)PROFIBUS-P總線來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門定位器 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟本實(shí)驗(yàn)選擇氣動(dòng)閥支路流量作為被控對(duì)象。實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門F1-1、F1-2、F1-8、F1-11全開，其余閥門均關(guān)閉。1、接通控制系統(tǒng)電源，打開用作上位監(jiān)控的的PC機(jī)，進(jìn)入的實(shí)驗(yàn)主界面如 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第二章第一節(jié)中的圖2-5所示。2、 在實(shí)驗(yàn)主界面中選

39、擇本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)即 “單回路流量PID控制實(shí)驗(yàn)”，系統(tǒng)進(jìn)入 正常的測(cè)試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)界面如圖3-24所示。實(shí)驗(yàn)十一羊耳礙犧益PI呼制寅駝 H. 1中相應(yīng)方案進(jìn)行。用弔I圖 3-24實(shí)驗(yàn)界面余下的實(shí)驗(yàn)操作步驟可根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的與原理并參照前面的單閉環(huán)定值控制六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出單閉環(huán)流量定值控制實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)框圖。2、用實(shí)驗(yàn)方法確定調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)，寫出整定過程。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線，分析系統(tǒng)在階躍擾動(dòng)作用下的靜、動(dòng)態(tài)性能4、比較不同的PI參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響。5、分析P、PI、PD PID四種控制方式對(duì)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的作用。6綜合分析FCS控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和本實(shí)驗(yàn)中所涉及到的各種信號(hào)在通 訊網(wǎng)

40、絡(luò)中的傳輸路徑。七、思考題1、如果采用變頻器支路做實(shí)驗(yàn)，其響應(yīng)曲線與氣動(dòng)閥支路的曲線有什么異 同？并分析差異的原因。2、改變比例度S和積分時(shí)間Ti對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生什么影響？3、在本實(shí)驗(yàn)中為什么采用PI控制規(guī)律，而不用純P控制規(guī)律？第四章 溫度位式控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實(shí)驗(yàn))、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解溫度位式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。2、掌握位式控制系統(tǒng)的工作原理及其調(diào)試方法。3、了解位式控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)和參數(shù)整定方法。4、分析鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制與位式控制的控制效果有何不同之處?、實(shí)驗(yàn)設(shè)備(同前)三、實(shí)驗(yàn)原理圖4-1鍋爐 內(nèi)膽 溫度 位式 控制 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖方框圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖 4-1所示。本實(shí)驗(yàn)的被控對(duì)象為鍋爐內(nèi) 膽，系統(tǒng)的被控制量為內(nèi)膽的水溫。由于實(shí)驗(yàn)中用到的調(diào)節(jié)器輸出只有“開”或“關(guān)”兩種極限的工作狀態(tài)，故稱這種控制器為二位調(diào)節(jié)器。 溫度變送器把鉑電 阻TT1檢測(cè)到的鍋爐內(nèi)膽溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉答侂妷?V o它與二位調(diào)節(jié)器設(shè)定的上限輸入Vmax和下限輸入Vnin比較，從而決定二位調(diào)節(jié)器輸出繼電器是