实验1认识自动控制系统

过程控制工程实验,实验一 认识自动控制系统,实验目的方法要求,实验目的：通过实地观察，初步了解过程控制实验装置的基本组成、构成特点和使用方法；熟悉控制系统的构成和认知方法 实验方法：从下面几个方面进行详细观察，了解一个实际自动控制系统是如何建立、工作和实现控制目标的。这几个方面包括：被控的工艺设备，检测设备与控制驱动设备，控制装备、信号传输及监控操作系统 实验要求：认知水槽系统相关的工艺流程图；识别检测点和检测设备、量程及工作原理；控制执行机构的操作范围及工作原理；控制器（系统）的原理及信号连接图,实验内容,观察A3000的基本组成 了解A3000的工艺过程和工艺设备 了解A3000中的检测设备与控制装备的类型、工作原理 熟悉一个基本过程控制系统的组成情况 熟悉A3000监控软件的基本使用 熟悉PID控制器开环控制的基本操作 进行实验操作，记录实验过程曲线数据，获取数据文档，发送到自己邮箱或取走数据 在得到实验指导教师同意后，关闭实验设备，收拾好实验现场后离开,构建一个液位自动控制系统,控制要求：确保一个水槽系统安全稳定运行，可以在无人干预的情况下，自动保证其水位高度衡定在希望值； 任务：构建一个能满足上述要求的液位自动控制系统； 如何组建这个系统，系统中应包括哪些环节，在实际组建过程中采用哪些具体设备，什么控制方法，系统中的信息（信号）如何传递和联系？,构建一个自动控制系统,被控对象：生产中的具体设备（整体/部分），在这里就是一组水箱（水槽） 被控参数：反映设备运行状况特定的物理参数，大多是非电量参数，在这里通常是下水箱的水位高度（液位） 如何感知水位的高度及变化，如何将感受到的结果变成控制系统能够识别的信号（如何将非电量的参量变换成标准的电信号4-20mA） 如何对水位的当前情况作出判断，并采取相应措施 （将被测参量与期望值进行对比，若出现了偏差则根据偏差大小和方向计算出修正量） 谁来执行这个措施，如何把修正量变成修正动作（将这一信号变成其他物理量（非电量）的变化） 这一物理量的改变，应能够影响到被控参数，使其安全快速地回到希望值上,一个自动控制系统还需要,能确保被控参数经受外界各种扰动的影响，始终保持在期望值上； 有合理的控制精度； 有较好的稳定性、较高的安全性； 有较好的经济性、可靠性、灵敏性；易操作、易维护性,A3000控制柜,A3000自动化仪表及电气设备数量,温度变送器 5个 压力变送器 1个 涡轮流量变送器 1个 电磁流量变送器 1个 液位变送器 3个 电磁阀 2个 液位开关 2个 电动/气动调节阀 1个 变频器 1个 调压模块 1个 加热棒 1个,A3000系统的测控参数点,A3000系统的测控参数点,注意连线的相同极性。,两台智能PID控制器及它们的控制器输入、输出信号接口,IO面板,实验连线,注意连线的相同极性。,实验步骤,检查装置管道能否正常接通。 将下水箱液位接到百特仪表1（左）的PV，将中水箱液位接到百特仪表2（右）的PV，将百特仪表2的MV接到变频器输入（红对红，黑对黑）。 启动单相总电源。 进入组态王，点击VIEW进入实验画面。 选择“进入”，选择“智能仪表控制器”，选择“对象特性”实验。 点开PID2，把自动改为手动。 按顺序打开装置的变频器电源、电磁阀1、变频器开关，启动变频器。,实验步骤,点开PID2，调节MV可控制水箱进水量（20%80%最好），注意观察实验曲线的变化。 实验做完后，点击“进入报表”。 点击“读取历史数据”，保存数据并取走数据。 在得到实验指导教师同意后，关闭实验设备，收拾好实验现场后离开。,实验做完后，点击“进入报表”，点击“历史数据”，点击时间属性选择实验的“起始时间”，可以修改读取数据的时间间隔，通常为14秒。 点击“存储数据”，数据将存储在EXCEL文件中。数据文件生成在“F盘12级实验”目录下，复制、粘贴取走数据，以便数据的处理。 强烈建议：以邮件附件形式发送到邮箱中，减少U盘接触计算机带来病毒感染的问题。,实验报告要求,根据实验结果，进行认真总结和分析，写出实验报告 思考题： 描述水箱的外形和内部结构、个数及它们各自的特点。 流体是从哪里来，又流到哪里去，是如何流动的？ 水箱的水位高度及变化受到哪些因素的影响？ 液位的测量原理，液位高度是如何变成电流信号的？ 液位信号在哪与设定值比较，偏差在哪里运算、如何运算？其结果如何影响到液位，使其回复到希望的高度？ 在上述过程中，我们如何观察到系统的运行过程，如何与控制系统进行对话？ （选作）水箱的外形、内部结构和级数对控制过程可能有什么影响？ 下次实验时提交本次实验的实验报告，每组1份,