樓宇自控操作手冊及基礎(chǔ)知識匯總

PAGE1PAGEDDC自動控制系統(tǒng)操作手冊XL20操作說明(一) XL20控制器面板基本按鍵功能1.跳出本項目與回到上一頁。2.進入控制器時間系統(tǒng)。3.進入控制器主要設(shè)定目錄。4.列出警報點。5.、、、改變游標位置。6.、改變設(shè)定值。7.確認與輸入。(二) XL20控制器於送電後必須設(shè)定控制器時間，其方法如下：1. 連續(xù)按使面板螢幕顯示如下：SCH1SCH1mon/Data/YearHR/mm下頁下頁2. 按鍵使面板螢幕顯示如下：系統(tǒng)時間系統(tǒng)時間------------下頁下頁3. 將游標移動至「系統(tǒng)時間」後按，面板螢幕即顯示如下：------------日期時間------下頁下頁4. 將游標移動至「日期時間」後按，面板螢幕即顯示如 下：日期日期：mon/Day/Year時間：HR/mm下頁下頁5. 將游標移動至日期的月、日、年或時間的小時、分鐘，後按加以、移動游標，即可由或改變新的數(shù)值，更改結(jié)束後按即可。(三) XL20控制器主要功能設(shè)定：1. 連續(xù)按使面板螢幕退出首頁：sch1sch1mon/Day/YearHR/mm/下頁下頁2. 按使面板螢幕顯示如下：password＊＊＊＊下頁下頁＊＊＊＊3. 若需更動內(nèi)設(shè)之參數(shù)，須將游標移至password處，再連續(xù)按兩次，其面板螢幕顯示如下：＊＊＊＊password＊＊＊＊更改下頁下頁下頁4. 將游標置於後，按，面板螢幕即顯示如下：下頁類比輸入類比輸入類比輸出數(shù)位輸入下頁下頁類比輸入：模擬量輸入信號。AHU***室內(nèi)溫度——室內(nèi)溫度傳感器感測溫度數(shù)值A(chǔ)HU***室內(nèi)濕度——室內(nèi)溫度傳感器感測濕度數(shù)值類比輸出：模擬量輸出信號。AHU***加濕器——該臺空調(diào)加濕器開度指令AHU***冷水閥——該臺空調(diào)冰水閥開度指令AHU***熱水閥——該臺空調(diào)熱水閥開度指令數(shù)位輸入：開關(guān)量輸入信號。AHU***風機壓差——該臺空調(diào)運行狀態(tài)AHU***加濕液位——該臺空調(diào)加濕水盤液位狀態(tài)AHU***濾網(wǎng)檢測——該臺空調(diào)濾網(wǎng)狀態(tài)AHU***煙感檢測——該臺空調(diào)火警狀態(tài)數(shù)位輸出：開關(guān)量輸出信號。AHU***風機控制——該臺空調(diào)開關(guān)指令（未使用該功能）AHU***溫度異?！撆_空調(diào)溫度指令（室內(nèi)溫度高于24或低于22度，視為溫度異常）AHU***濕度異?！撆_空調(diào)濕度指令（室內(nèi)濕度高于60或低于50%，視為濕度異常）AHU**其他異常——該臺空調(diào)濾網(wǎng)、煙感及加濕盤液位異常指令（未使用該功能）偽類比：程序內(nèi)部點AHU***修正溫度——該臺空調(diào)室內(nèi)實際溫度（類比輸入信號經(jīng)修正后的數(shù)值）AHU***修正濕度——該臺空調(diào)室內(nèi)實際濕度（類比輸入信號經(jīng)修正后的數(shù)值）其余各點均位程序內(nèi)部點，請勿擅自修改。下頁5. 將游標置於，繼續(xù)按，即可由面板螢幕檢視各項資料，若尋找到所需之項目，將游標移至其位置後按下頁 即可進入?！舾黜楉椖恐畠?nèi)容有英文顯示部份皆為軟體點，請勿更動。6. EX：若需改變室內(nèi)溫度設(shè)定點：參照第4項將面板螢幕設(shè)定如下：偽類比偽類比......下頁下頁按找到偽類比項目，再按，以、將游標移至室內(nèi)溫度設(shè)定點處：AHU-2B3溫度設(shè)定AHU-2B3溫度設(shè)定下頁下頁按後，面板顯示如下：22.0℃自動下頁下頁自動將游標移至處，按，以或?qū)⑵涓臑樽詣邮謩俞?，再，即可更改回風溫度設(shè)定點。手動此時將游標上移至初始溫度值處，如下：℃手動21.021.0下頁下頁按，以或修改初始值後再按即可。EX：若需察看室內(nèi)濕度當前值：參照第4項將面板螢幕設(shè)定如下：偽類比偽類比......下頁下頁按找到偽類比項目，再按，以、將游標移至室內(nèi)濕度點處：AHU-2B3修正濕度AHU-2B3修正濕度下頁下頁按後，面板顯示如下：54.0%自動下頁下頁7.其餘各類比或數(shù)位之輸入輸出點，皆可由此方式設(shè)定或察看。※8.溫度或濕度之讀值切勿以手動設(shè)定?！?.英文部分為程式編輯，請勿擅自修改。第44頁共57頁L50操作說明HoneywellHoneywell?。?一) XL50控制器面板按鍵功能1.跳出本項目與回到上一頁。2.進入控制器時間系統(tǒng)。3.進入控制器主要設(shè)定目錄。4.列出警報點。5.、、、改變游標位置。6.、改變設(shè)定值。7.確認與輸入。(二) XL50控制器於送電後必須設(shè)定控制器時間，其方法如下：1. 連續(xù)按使面板螢幕顯示如下：SCH1SCH1Mon/Data/YearHR/mm2. 按鍵使面板螢幕顯示如下：SystemTimeSystemTime------------NEXTNEXT3. 將游標移動至「SystemTime」後按，面板螢幕即顯示如下：------------Date/Time------NEXTNEXT4. 將游標移動至「Date/Time」後按，面板螢幕即顯示如 下：Date：MDate：Mon/Day/YearTime：HR/mmNEXTNEXT5. 將游標移動至日期的月、日、年或時間的小時、分鐘，後按加以、移動游標，即可由或改變新的數(shù)值，更改結(jié)束後按即可。(三) XL50控制器主要功能設(shè)定：1. 連續(xù)按使面板螢幕退出首頁：sch1sch1Mon/Day/YearHR/mm/NEXTNEXT2. 按使面板螢幕顯示如下：password＊＊＊＊NEXTNEXT＊＊＊＊3. 若需更動內(nèi)設(shè)之參數(shù)，須將游標移至password處，鍵入3333后按，其面板螢幕顯示如下：＊＊＊＊password＊＊＊＊更改NEXTNEXTNEXT4. 將游標置於後，按，面板螢幕即顯示如下：NEXTAnalogInputAnalogInputAnalogOutputDigitalInputNEXTNEXTNEXT5. 將游標置於，繼續(xù)按，即可由面板螢幕檢視各項資料，若尋找到所需之項目，將游標移至其位置後按NEXT 即可進入。AnalogInput：模擬量輸入信號。AHU***_rm_t——室內(nèi)溫度傳感器感測溫度數(shù)值A(chǔ)HU***_rm_rh——室內(nèi)溫度傳感器感測濕度數(shù)值A(chǔ)HU***_ra_t——回風溫度傳感器感測溫度數(shù)值A(chǔ)HU***_sa_dp——送風露點傳感器感測露點溫度數(shù)值A(chǔ)nalogOutput：模擬量輸出信號。AHU***_CV1——該臺空調(diào)預冷閥開度指令AHU***_CV2——該臺空調(diào)再冷閥開度指令AHU***_HV——該臺空調(diào)預熱閥開度指令AHU***_HD——該臺空調(diào)加濕器開度指令DigitalInput：開關(guān)量輸入信號。AHU***_DPS——該臺空調(diào)運行狀態(tài)AHU***_Trunk_AL——該臺空調(diào)加濕水盤液位狀態(tài)AHU***_F_FIL——該臺空調(diào)濾網(wǎng)狀態(tài)AHU***_S_FIL——該臺空調(diào)濾網(wǎng)狀態(tài)AHU***_Smoke_AL——該臺空調(diào)火警狀態(tài)DigitalOutput：開關(guān)量輸出信號。AHU***_Fan_Ctrl——該臺空調(diào)開關(guān)指令（未使用該功能）AHU***_T_ALM——該臺空調(diào)溫度指令（室內(nèi)溫度高于24或低于22度，視為溫度異常）AHU***_RH_ALM——該臺空調(diào)濕度指令（室內(nèi)濕度高于60或低于50%，視為濕度異常）AHU**_Alarm_1——該臺空調(diào)濾網(wǎng)及加濕盤液位異常指令（未使用該功能）AHU**_Alarm_2——該臺空調(diào)煙感異常指令（未使用該功能）PseudoAnalog：程序內(nèi)部模擬量點AHU***_RM_T——該臺空調(diào)室內(nèi)實際溫度（類比輸入信號經(jīng)修正后的數(shù)值）AHU***_RM_RH——該臺空調(diào)室內(nèi)實際濕度（類比輸入信號經(jīng)修正后的數(shù)值）AHU***_RA_T——該臺空調(diào)回風實際濕度（類比輸入信號經(jīng)修正后的數(shù)值）AHU***_SA_DP——該臺空調(diào)送風露點實際濕度（類比輸入信號經(jīng)修正后的數(shù)值）AHU***_RA_T_SP——該臺空調(diào)回風溫度設(shè)定點（初始值為22度），請確認后方可修改AHU***_SA_DP_SP——該臺空調(diào)送風露點設(shè)定點（初始值為12.5度），請確認后方可修改其余各點均位程序內(nèi)部點，請勿擅自修改。6. EX：若需改變回風溫度設(shè)定點：參照第4項將面板螢幕設(shè)定如下：AnalogInputAnalogInputAnalogOutputDigitalInputNEXTNEXT按找到PseudoAnalog項目，再按，以、將游標移至AHU***_RA_T_SP處：AHU***_RA_T_SPAHU***_RA_T_SPNEXTNEXT按後，面板顯示如下：NEXT2NEXT22.0DegAUTOAUTO將游標移至處，按，以或?qū)⑵涓臑锳UTOMANU後，再，即可更改AHU***_RA_T_SP。MANU此時將游標上移至初始溫度值處，如下：DegMENU23.023.0NEXTNEXT按，以或修改初始值後再按即可。7.其餘各類比或數(shù)位之輸入輸出點，皆可由此方式設(shè)定。8.其餘各類比或數(shù)位之輸入輸出點，皆可由此方式設(shè)定。

T9275操作說明一、使用冰水空調(diào)(MODE0)或熱水(MODE1)1.開機前確認接線及電源(24VAC)是否正確無誤。2.第一次送電後LCD顯示OFF(有DIGITIN)或OPEN(無DIGITIN)，有DIGITIN時按SELECT鍵3秒即開啓，以後每次送電只要DIGITIN有信號，會依上次的使用狀態(tài)決定是開機或關(guān)機。若無DIGITIN請確認是否無DI(例如：風車狀態(tài)為停)，或?qū)I短路。3.開機後，按UP或DOWN一次即可更改設(shè)定溫度1℃(連續(xù)按2秒，會連續(xù)快速變更)；選取欲設(shè)定溫度後，需按ENTER鍵一次，數(shù)字閃爍表示完成。二、按”SELECT”鍵，選取其他功能再按”UP”或”DOWN”更改，再按”ENTER”鍵即儲存。三、各種功能及代號說明(按”SELECT”鍵循環(huán)切換下列功能)：ZBAND＜零能源帶＞：預設(shè)1.5℃，可切換至3.0℃同時使用冰水及熱水(電熱)時，本功能才有作用，溫度在ZBAND內(nèi)時，不作控制以節(jié)約能源。DIFF＜動作偏差＞：預設(shè)值0℃，可調(diào)範圍0~3℃同時使用冰水及熱水(電熱)時，其中一點需使用DO控制時，可設(shè)定Differentialvalue使溫度控制於偏差範圍內(nèi)。PBAND＜比例帶＞：預設(shè)值2℃，可調(diào)範圍2~19℃可依不同需求，變更比例輸出之動作範圍。OFFSET＜溫度補償校正＞：預設(shè)值0℃，可調(diào)範圍-3~+3℃欲校正感測溫度時，可利用此參數(shù)。MODE＜常用模式＞：預設(shè)0，共有0~5六個模式可供選擇MODE0AO：COOLINGDO：XMODE1AO：HEATINGDO：XMODE2AO：COOLINGDO：HEATINGMODE3AO：HEATINGDO：COOLINGMODE4AO：COOLINGDO：LOWTEMP.LIMITMODE5AO：HEATINGDO：HIGHTEMP.LIMITSENSOR＜溫度感測器選擇＞：預設(shè)0，可更改為10：內(nèi)建溫度感測器（溫度設(shè)定範圍10~60℃）1：外接NTC20K溫度感測器（溫度設(shè)定範圍-20~110℃）REVERSE＜反向輸出＞：預設(shè)0，可更改為10：OUTPUT1正向輸出2~10Vor4~20mA1：OUTPUT1反向輸出10~2Vor20~4mADISPLAY＜℃，%顯示切換＞：預設(shè)0，可更改為10：LCD上方顯示環(huán)境溫度℃，下方顯示設(shè)定溫度℃1：LCD下方顯示OUTPUT1輸出%，下方顯示環(huán)境溫度℃MANUAL＜手動操作＞：預設(shè)0，可更改為10：自動控制1：手動操作，此模式可手動操作OUTPUT1(0~100%)F1＜積分時間＞：預設(shè)15秒，可調(diào)範圍0.1~60秒可依不同需求，變更積分時間。F2＜高低溫警報＞：預設(shè)30℃，可調(diào)範圍(SENSOR0，10~60℃)(SENSOR1，-20~110℃)

XI582(MMI)操作說明HoneywellHoneywell??！(一) XI582(MMI)控制器面板按鍵功能1.跳出本項目與回到上一頁。2.進入控制器時間系統(tǒng)。3.進入控制器主要設(shè)定目錄。4.列出警報點。5.、、、改變游標位置。6.、改變設(shè)定值。7.確認與輸入。(二) XI582(MMI)控制器於送電後必須設(shè)定控制器時間，其方法如下：1. 連續(xù)按使面板螢幕顯示如下：SCH1SCH1Mon/Data/YearHR/mm2. 按鍵使面板螢幕顯示如下：SystemTimeSystemTime------------NEXTNEXT3. 將游標移動至「SystemTime」後按，面板螢幕即顯示如下：------------Date/Time------NEXTNEXT4. 將游標移動至「Date/Time」後按，面板螢幕即顯示如 下：Date：MDate：Mon/Day/YearTime：HR/mmNEXTNEXT5. 將游標移動至日期的月、日、年或時間的小時、分鐘，後按加以、移動游標，即可由或改變新的數(shù)值，更改結(jié)束後按即可。(三) XI582(MMI)控制器主要功能設(shè)定：1. 連續(xù)按使面板螢幕退出首頁：sch1sch1Mon/Day/YearHR/mm/NEXTNEXT2. 按使面板螢幕顯示如下：password＊＊＊＊NEXTNEXT＊＊＊＊3. 若需更動內(nèi)設(shè)之參數(shù)，須將游標移至password處，再連續(xù)按兩次，其面板螢幕顯示如下：＊＊＊＊password＊＊＊＊更改NEXTNEXTNEXT4. 將游標置於後，按，面板螢幕即顯示如下：NEXTTimeProgrammesAlarmsTimeProgrammesAlarmsDatePointsTrendBufferTotalizersSystemClockParametersSystemData5.將游標置於DatePoints後，按，面板螢幕即顯示如下：DatePointsDatePointsUserAddressSuppressAlarmManualOperationAddTemplateAccumul.RuntimeTypeSelectionPointsinTrend6.將游標置於TypeSelection後，按，面板螢幕即顯示如下：AnalogInputAnalogInputPseudoAnalogAnalogOutputPseudoDigitalDigitalInputGlobalAnalogDigitalOutputGlobalDigitalTotalizerFlexiblePointPseudoTotalizerAll7. 將游標置於AnalogInput，繼續(xù)按，即可由面板螢幕檢視各項資料，若尋找到所需之項目，將游標移至其位置後按 即可進入。各項目之內(nèi)容說明如下：數(shù)位輸入(DI)：PAH_1_Fan_Statue風車狀態(tài)、PAH_1_Fillet濾網(wǎng)狀態(tài)、數(shù)位輸出(DO)：PAH_1_Fan_Ctrl風車開停機、PAH_1_Damper_Ctrl風門開關(guān)、類比輸出(AO)：PAH_1_Cool_Valve冰水閥、PAH_1_Heat_Valve熱水閥、PAH_1_FQ_Ctrl變頻輸出、類比輸入(AI)：PAH_1_Temp送風溫度、PAH_Press送風靜壓、偽類比(PA)：PAH_1_Press_SP送風靜壓設(shè)定、PAH_1_Temp_SP送風溫度設(shè)定、8. EX：若需改變回風溫度設(shè)定點：參照第6項將面板螢幕設(shè)定如下：AnalogInputAnalogInputPseudoAnalogAnalogOutputPseudoDigitalDigitalInputGlobalAnalogDigitalOutputGlobalDigitalTotalizerFlexiblePointPseudoTotalizerAll按找到PseudoAnalog項目，再按，以、將游標移至PAH_1_Press_SP處：PAH_1_Press_SPPAH_1_Press_SPNEXTNEXT按後，面板顯示如下：NEXT2NEXT22.0DegAUTOAUTO將游標移至處，按，以或?qū)⑵涓臑锳UTOMANU後，再，即可更改PAH_1_Press_SP。MANU此時將游標上移至初始溫度值處，如下：DegMENU23.023.0NEXTNEXT按，以或修改初始值後再按即可。9.其餘各類比或數(shù)位之輸入輸出點，皆可由此方式設(shè)定。10.其餘各類比或數(shù)位之輸入輸出點，皆可由此方式設(shè)定?！?1.溫度或靜壓之讀值切勿以手動設(shè)定。AE2000B型過程控制實驗系統(tǒng)使用手冊DDC實驗指導書

目錄TOC\o"1-3"\h\z第一章DDC控制簡述 3（一）、ICP8017模塊的功能介紹： 4（二）、7000Utility軟件的使用說明 5（四）、ICP7000計算機組態(tài)介紹 9第二章系統(tǒng)主題實驗 13實驗一、一階單容水箱對象特性測試實驗 13實驗二、二階雙容系統(tǒng)對象特性測試實驗 18實驗三、鍋爐內(nèi)膽溫度二位式控制實驗 23實驗四、單容水箱液位PID整定實驗 28實驗五、串接雙容水箱液位PID整定實驗 33實驗六、鍋爐內(nèi)膽水溫PID整定實驗（動態(tài)） 36實驗七、鍋爐夾套水溫PID整定實驗（動態(tài)） 41 實驗八、電磁流量計流量PID控制實驗 45實驗九、上水箱和中水箱液位串級PID控制實驗 49實驗十、鍋爐內(nèi)膽和夾套溫度串級控制系統(tǒng) 52實驗十一、電磁和渦輪流量比值控制系統(tǒng)實驗 56

第一章DDC控制簡述自動化技術(shù)是當今舉世矚目的高技術(shù)之一，也是今后實現(xiàn)工業(yè)高度自動化重點要發(fā)展的一個高科技領(lǐng)域。現(xiàn)代科學技術(shù)領(lǐng)域中，計算機技術(shù)和自動化技術(shù)被認為是發(fā)展最為迅速的兩個分支，計算機控制技術(shù)是這兩個分支相結(jié)合的產(chǎn)物，是工業(yè)自動化的重要支柱。計算機控制可分為集中控制、分布式控制和直接數(shù)字控制等。直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)是用一臺工業(yè)計算機配以適當?shù)妮斎胼敵鲈O(shè)備，從生產(chǎn)過程中經(jīng)輸入通道獲取信息，按照預先規(guī)定的控制算法（如PID、內(nèi)回流等）計算出控制量，并通過輸出通道，直接作用在執(zhí)行機構(gòu)上，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)、實驗過程的閉環(huán)控制，通常它有幾十個控制回路。它的框圖如圖1-1所示從上圖可看出，實驗過程中的各種物理量（如溫度、壓力、流量、液位等），由一次儀表（如溫度變送器、壓力變送器等）測量放大，統(tǒng)一變換為4~20mA（或1-5V）信號，通過ICP8017模數(shù)轉(zhuǎn)換，作為DDC的輸入，計算機按照預定的控制程序，對被測量進行必要的處理、分析和比較，并按一定的規(guī)律（如PID控制規(guī)律）進行運算，從而得出控制量的改變值，輸出到ICP8024數(shù)模轉(zhuǎn)換直接控制執(zhí)行機構(gòu)。ICP8017是帶通訊功能的AD采集卡，ICP8024是帶通訊功能的DA輸出卡。作為工控機AD采集卡的延伸產(chǎn)品在工控領(lǐng)域得到了廣泛的應用。（一）、ICP8017模塊的功能介紹：ICP8017模塊：8通道模擬量輸入模塊。工作電源：直流24V輸入類型：電壓、電流。輸入范圍：150~150mv,-500~500mv,-1~1v,-5~5v,-10~10v,-2~20mA通訊方式：485通訊任一通道接線圖：ICP8017模塊外部接線圖：任一通道接線圖：圖1-2ICP8017某一通道接線圖圖1-3ICP8017接線圖ICP8024模塊：4路電壓型模擬量輸出，4路電流型模擬量輸出。工作電源：直流24V電流輸出范圍：0~20mA,4~20mA電壓輸出范圍：-10v~10v,0~10v,-5~5v,0~5v通訊方式：485通訊ICP8024模塊外部接線圖：任一通道接線方式：圖1-4ICP8024接線圖圖1-5ICP8024接線圖（二）、7000Utility軟件的使用說明如圖所示：圖1-67000Utility軟件啟動界面圖1-77000Utility軟件設(shè)置界面圖1-87000Utility軟件通訊檢測界面7000Utility軟件主要是為7000系列的模塊提供以下功能：檢測與主機相連的7000系列模塊。設(shè)置7000系列的配置。對7000系列各個模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出。保存檢測到模塊的信息(文件格式為*.map)（三）、MCGS組態(tài)軟件的介紹：MCGS組態(tài)軟件的安裝盤只有一張光盤。具體安裝步驟如下：

啟動Windows；在相應的驅(qū)動器中插入光盤；

插入光盤后會自動彈出MCGS安裝程序窗口（如沒有窗口彈出，則從Windows的“開始”菜單中，選擇“運行...“命令，運行光盤中AutoRun.exe文件），MCGS安裝程序窗口如下圖所示：

在安裝程序窗口中選擇“安裝MCGS組態(tài)軟件通用版”，啟動安裝程序開始安裝；隨后，安裝程序?qū)⑻崾灸阒付ò惭b目錄，用戶不指定時，系統(tǒng)缺省安裝到D:\MCGS目錄下，如下圖所示：安裝過程大約要持續(xù)數(shù)分鐘；MCGS系統(tǒng)文件安裝完成后，安裝程序要建立象標群組和安裝數(shù)據(jù)庫引擎，這一過程可能持續(xù)幾分鐘，請耐心等待；安裝過程完成后，安裝程序?qū)棾觥鞍惭b完成”對話框，上面有兩個復選框，重新啟動計算機和不啟動計算機。一般在計算機上初次安裝時需要選擇重新啟動計算機。按下“完成”按鈕，將結(jié)束安裝程序的運行，如下圖所示：

安裝完成后，Windows操作系統(tǒng)的桌面上添加了如下圖所示的兩個圖標，分別用于啟動MCGS組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境：

同時，Windows開始菜單中也添加了相應的MCGS程序組，如下圖所示；MCGS程序組包括五項：MCGS組態(tài)環(huán)境、MCGS運行環(huán)境、MCGS電子文檔、MCGS自述文件以及卸載MCGS組態(tài)軟件。運行環(huán)境和組態(tài)環(huán)境為軟件的主體程序，自述文件描述了軟件發(fā)行時的最后信息，MCGS電子文檔則包含了有關(guān)MCGS最新的幫助信息。MCGS系統(tǒng)的運行方式MCGS系統(tǒng)分為組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。文件McgsSet.exe對應于MCGS系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境，文件McgsRun.exe對應于MCGS系統(tǒng)的運行環(huán)境。此外，系統(tǒng)還提供了幾個組態(tài)完好的樣例工程文件，用于演示系統(tǒng)的基本功能。MCGS系統(tǒng)安裝完成后，在用戶指定的目錄（或系統(tǒng)缺省目錄D:\MCGS）下創(chuàng)建有三個子目錄：Program、Samples和Work。組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境對應的兩個執(zhí)行文件以及MCGS中用到的設(shè)備驅(qū)動、動畫構(gòu)件及策略構(gòu)件存放在子目錄Program中，樣例工程文件存放在Samples目錄下，Work子目錄則是用戶的缺省工作目錄。分別運行執(zhí)行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能進入MCGS的組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境。安裝完畢后，運行環(huán)境能自動加載并運行樣例工程。用戶可根據(jù)需要創(chuàng)建和運行自己的新工程。（四）、ICP7000計算機組態(tài)介紹ICP7000通過RS485轉(zhuǎn)232通訊硬件和組態(tài)軟件進行設(shè)備通訊組態(tài)，可采集到ICP8017輸入模塊送來的（如：液位、溫度、流量）檢測信號，在組態(tài)軟件里編寫（液位、溫度、流量）PID控制算法，由計算機送出輸出控制信號到ICP8024再經(jīng)由他們送出到執(zhí)行機構(gòu)的控制端，即可組成閉環(huán)控制。通過畫面組態(tài)，動畫組態(tài)和策略組態(tài)等，可以良好的完成計算機動態(tài)實時監(jiān)控對象的運行情況。并作出豐富的動態(tài)實時、歷史圖形曲線。1、組態(tài)說明：組態(tài)一共可以分主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫、運行策略5大塊內(nèi)容，完成這五項，即完成的組態(tài)的全過程。在用戶窗口選項菜單里，所有的計算機監(jiān)控界面組態(tài)窗口都在用戶窗口菜單項里建立。如下圖所示：ICP8017和ICP8024數(shù)據(jù)采集是通過下圖所示的設(shè)備窗口組態(tài)來完成的。詳細設(shè)置請參看組態(tài)軟件的幫助文檔。根據(jù)不同的實驗需要采集的數(shù)據(jù)不同，設(shè)置不同的通道，本裝置同時提供4路電壓輸入通道。若實驗中只要用到一個通道，則不同的實驗可以共用一個通道。比如:通道AD0上的數(shù)據(jù)對象為pv1,那么流量、溫度、液位等都可以通過這個通道采集上來，只是需要在用戶窗口里的控制腳本中把pv1轉(zhuǎn)化為流量、溫度、液位的對應值即可。通道組態(tài)連接表：實驗名稱ICP8017通道值ICP8024通道值接入信號數(shù)據(jù)對象對應通道號數(shù)據(jù)對象通道號實驗一、一階單容系統(tǒng)對象特性測試實驗上水箱液位pv1AD0OP2DA0實驗二、二階雙容系統(tǒng)對象特性測試實驗中水箱液位pv1AD0OP2DA0實驗三、鍋爐內(nèi)膽溫度二位式控制實驗鍋爐水溫pv1AD0OP2DA0實驗四、上水箱液位PID整定實驗上水箱液位pv1AD0OP2DA0實驗五、雙容中水箱液位控制實驗中水箱液位pv1AD0OP2DA0實驗六、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實驗（動態(tài)）鍋爐水溫pv1AD0OP2DA0實驗七、鍋爐夾套溫度控制實驗（動態(tài)）夾套pv1AD0OP2DA0實驗八、電磁流量計流量控制實驗電磁流量pv1AD0OP2DA0實驗九、上中水箱液位串級控制實驗中水箱液位上水箱液位pv1（主控）pv2（副控）AD0AD1OP4DA1實驗十、鍋爐內(nèi)膽溫度和夾套溫度串級控制實驗夾套溫度內(nèi)膽溫度pv1（主控）pv2（副控）AD0AD1OP4DA1實驗十一、電磁流量與渦輪流量比值電磁流量渦輪流量pv1（主控）pv2（副控）AD0AD1OP4DA1下圖所示是主畫面的組態(tài)界面：包括對象的動力支路演示、實時液位的跟蹤、給定值的設(shè)定、參數(shù)的調(diào)節(jié)、實時曲線和歷史曲線的記錄、通訊狀態(tài)的指示等。下圖所示的是實時數(shù)據(jù)庫選項：在實時數(shù)據(jù)庫里建立數(shù)據(jù)對象名稱，組態(tài)里需要用到的變量（如液位、溫度、流量、中間變量、比例、積分、微分等）均在此定義，且一個變量對應一個點，點數(shù)不能超過128點，若超過128點，運行將出錯。在組態(tài)環(huán)境運行組態(tài)好的程序可以直接按F5或點擊按鈕即可進入運行環(huán)境。第二章系統(tǒng)主題實驗實驗一、一階單容水箱對象特性測試實驗一、實驗目的熟悉單容水箱的數(shù)學模型及其階躍響應曲線。根據(jù)由實際測得的單容水箱液位的階躍響應曲線，用相關(guān)的方法分別確定它們的參數(shù)。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖單容水箱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。圖1-1單容水箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖四、實驗原理階躍響應測試法是系統(tǒng)在開環(huán)運行條件下，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，通過調(diào)節(jié)器或其他操作器，手動改變對象的輸入信號（階躍信號），同時記錄對象的輸出數(shù)據(jù)或階躍響應曲線。然后根據(jù)已給定對象模型的結(jié)構(gòu)形式，對實驗數(shù)據(jù)進行處理，確定模型中各參數(shù)。圖解法是確定模型參數(shù)的一種實用方法。不同的模型結(jié)構(gòu)，有不同的圖解方法。單容水箱對象模型用一階加時滯環(huán)節(jié)來近似描述時，?？捎脙牲c法直接求取對象參數(shù)。如圖2-1所示，設(shè)水箱的進水量為Q1，出水量為Q2，水箱的液面高度為h，出水閥V2固定于某一開度值。根據(jù)物料動態(tài)平衡的關(guān)系，求得：在零初始條件下，對上式求拉氏變換，得：式中，T為水箱的時間常數(shù)（注意：閥V2的開度大小會影響到水箱的時間常數(shù)），T=R2*C，K=R2為單容對象的放大倍數(shù)，R1、R2分別為V1、V2閥的液阻，C為水箱的容量系數(shù)。令輸入流量Q1的階躍變化量為R0，其拉氏變換式為Q1（S）=RO/S，RO為常量，則輸出液位高度的拉氏變換式為：當t=T時，則有：h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)即h(t)=KR0(1-e-t/T)當t→∞時，h（∞）=KR0，因而有K=h（∞）/R0=輸出穩(wěn)態(tài)值/階躍輸入一階慣性環(huán)節(jié)的響應曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)，如圖1-2所示。當由實驗求得圖1-2所示的階躍響應曲線后，該曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的63%所對應時間，就是水箱的時間常數(shù)T，該時間常數(shù)T也可以通過坐標原點對響應曲線作切線，切線與穩(wěn)態(tài)值交點所對應的時間就是時間常數(shù)T，其理論依據(jù)是：上式表示h（t）若以在原點時的速度h（∞）/T恒速變化，即只要花T秒時間就可達到穩(wěn)態(tài)值h（∞）。圖1-2階躍響應曲線五、實驗內(nèi)容和步驟設(shè)備的連接和檢查往AE2000B型過程控制對象的儲水箱灌水，水位達到總高度的90％以上時停止灌水。打開以丹麥泵為動力的支路至上水箱的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。打開上水箱出水閥至適當?shù)拈_度。檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線如圖1-3所示，將I/O信號接口板上的上水箱液位的鈕子開關(guān)打到1～5V位置。圖1-3實驗連線圖將上水箱液位+（正極）接到ICP8017的A/I0+端，上水箱液位－（負極）接到ICP8017的A/I0－端。將ICP8024的A/O0+端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的+端（即正極），將ICP8024的A/O0－端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的－端（即負極）。電源控制板上的電源空氣開關(guān)、單相泵電源開關(guān)打在關(guān)的位置。啟動實驗裝置將實驗裝置電源插頭接到220V的單相交流電源。打開電源帶漏電保護空氣開關(guān)。打開電源總開關(guān)，電源指示燈點亮，即可開啟電源。實驗步驟開啟24VDC電源開關(guān)和ICP8017、8024電源開關(guān)。啟動計算機MCGS組態(tài)軟件，進入實驗系統(tǒng)相應的實驗如圖1-4所示：圖1-4、實驗軟件界面點擊設(shè)置輸出按鈕，設(shè)定輸出值的大小，這個值根據(jù)閥門開度的大小來給定，一般初次設(shè)定值<35。開啟單相泵電源開關(guān)，啟動動力支路。將被控參數(shù)液位高度控制在30%處（一般為10cm）。觀察系統(tǒng)的被調(diào)量：上水箱的水位是否趨于平衡狀態(tài)。若已平衡，應記錄調(diào)節(jié)儀輸出值，以及水箱水位的高度h1和8024的測量顯示值并填入表1-1。表1-18024輸出值（0~100）水箱水位高度h1（cm）迅速增加手動輸出值，增加5%的輸出量，記錄此引起的階躍響應的過程參數(shù)，它們均可在上位軟件上獲得。以所獲得的數(shù)據(jù)繪制變化曲線。表1-2T（秒）水箱水位h1(cm)直到進入新的平衡狀態(tài)。再次記錄平衡時的下列數(shù)據(jù)，并填入表1-3。表1-38024輸出值（0~100）水箱水位高度h1（cm）將儀表輸出值調(diào)回到步驟5）前的位置，再記錄由此引起的階躍響應過程參數(shù)與曲線。填入表1-4。表1-4t（秒）水箱水位h1(cm)重復上述實驗步驟。六、實驗報告要求作出一階環(huán)節(jié)的階躍響應曲線。根據(jù)實驗原理中所述的方法，求出一階環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)。七、注意事項本實驗過程中，出水閥不得任意改變開度大小。階躍信號不能取得太大，以免影響正常運行；但也不能過小，以防止因讀數(shù)誤差和其他隨機干擾影響對象特性參數(shù)的精確度。一般階躍信號取正常輸入信號的5%~15%。在輸入階躍信號前，過程必須處于平衡狀態(tài)。八、思考題在做本實驗時，為什么不能任意變化上水箱出水閥的開度大??？用兩點法和用切線對同一對象進行參數(shù)測試，它們各有什么特點?

實驗二、二階雙容系統(tǒng)對象特性測試實驗一、實驗目的熟悉雙容水箱的數(shù)學模型及其階躍響應曲線。根據(jù)由實際測得的雙容液位階躍響應曲線，分析雙容系統(tǒng)的飛升特性。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理雙容水箱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。圖2-1雙容水箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2-2變化曲線如圖2-2所示，這是由兩個一階非周期慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，輸出量是下水箱的水位h2。當輸入量有一個階躍增加Q1時，輸出量變化的反應曲線如圖2-38所示的h2曲線。它不再是簡單的指數(shù)曲線，而是就使調(diào)節(jié)對象的飛升特性在時間上更加落后一步。在圖中S形曲線的拐點P上作切線，它在時間軸上截出一段時間OA。這段時間可以近似地衡量由于多了一個容量而使飛升過程向后推遲的程度，因此，稱容量滯后，通常以τC代表之。設(shè)流量Q1為雙容水箱的輸入量，下水箱的液位高度h2為輸出量，根據(jù)物料動態(tài)平衡關(guān)系，并考慮到液體傳輸過程中的時延，其傳遞函數(shù)為：式中K=R3，T1=R2C1，T2=R3C2，R2、R3分別為閥V2和V3的液阻，C1和C2分別為上水箱和下水箱的容量系數(shù)。式中的K、T1和T2須從由實驗求得的階躍響應曲線上求出。具體的做法是在圖2-7所示的階躍響應曲線上?。?）、h2（t）穩(wěn)態(tài)值的漸近線h2(∞)；2）、h2（t）|t=t1=0.4h2(∞)時曲線上的點A和對應的時間t1；3）、h2（t）|t=t2=0.8h2(∞)時曲線上的點B和對應的時間t2。然后，利用下面的近似公式計算式2-1中的參數(shù)K、T1和T2。其中：對于式（2-1）所示的二階過程，0.32〈t1/t2〈0.46。當t1/t2=0.32時，可近似為一階環(huán)節(jié)；當t1/t2=0.46時，過程的傳遞函數(shù)G(S)=K/(TS+1)2（此時T1=T2=T=(t1+t2)/2*2.18）圖2-3階躍響應曲線四、實驗步驟設(shè)備的連接和檢查打開以丹麥泵為動力的支路至上水箱的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。打開上水箱出水閥和中水箱的出水閥至適當?shù)拈_度。檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線接線如圖2-4所示：圖2-4實驗接線圖將中水箱液位+接到8017的A/I0+端，中水箱液位－（負端）接到8017的A/I0－端。將8024的A/O0＋端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的+端，將8024的A/O0－端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的－。電源控制板上的電源空氣開關(guān)、丹麥泵電源開關(guān)打在關(guān)的位置。實驗步驟打開空氣開關(guān)，開啟24VDC電源開關(guān)，下水箱液位傳感器輸出信號為1~5V電壓信號。啟動計算機MCGS組態(tài)軟件，進入實驗系統(tǒng)相應的實驗界面如圖2-5所示。圖2-5實驗軟件界面開啟單相泵電源開關(guān)，啟動動力支路，手動將輸出值迅速上升到小于等于10，將被控參數(shù)液位高度控制在30%處（一般為10cm）。觀察系統(tǒng)的被調(diào)量——水箱的水位是否趨于平衡狀態(tài)。若已平衡，應記錄調(diào)節(jié)儀輸出值，以及水箱水位的高度h2和測量顯示值并填入表2-1。表2-1輸出值（0~100）水箱水位高度h2（cm）顯示值（cm）迅速增加手動輸出值，增加10%的輸出量，記錄此引起的階躍響應的過程參數(shù)，均可在上位軟件上獲得各項參數(shù)和數(shù)據(jù)，并繪制過程變化曲線。表2-2T（秒）水箱水位h2(cm)測量值讀數(shù)(cm)直到進入新的平衡狀態(tài)。再次記錄測量數(shù)據(jù)，并填入表2-3。表2-3輸出值（0~100）水箱水位高度h2（cm）顯示值（cm）將輸出值調(diào)回到步驟5）前的位置，再記錄由此引起的階躍響應過程參數(shù)與曲線。填入表2-4表2-4T（秒）水箱水位h2(cm)測量值讀數(shù)(cm)重復上述實驗步驟。五、注意事項做實驗過程中，中水箱出水閥不得任意改變開度大小。階躍信號不能取得太大，以免影響正常運行；但也不能過小，以防止影響對象特性參數(shù)的精確性。一般階躍信號取正常輸入信號的5%~15%。在輸入階躍信號前，過程必須處于平衡狀態(tài)。六、實驗報告要求作出二階環(huán)節(jié)的階躍響應曲線。根據(jù)實驗原理中所述的方法，求出二階環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)。試比較二階環(huán)節(jié)和一階環(huán)節(jié)的不同之處。七、思考題在做本實驗時，為什么不能任意變化中水箱出水閥的開度大??？2、用兩點法和用切線法對同一對象進行參數(shù)測試，它們各有什么特點？

實驗三、鍋爐內(nèi)膽溫度二位式控制實驗一、實驗目的熟悉實驗裝置，了解二位式溫度控制系統(tǒng)的組成。掌握位式控制系統(tǒng)的工作原理、控制過程和控制特性。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理溫度傳感器溫度測量通常采用熱電阻元件（感溫元件）。它是利用金屬導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進行溫度測量的。其電阻值與溫度關(guān)系式如下：Rt＝Rt0[1+α(t-t0)]式中Rt——溫度為t(如室溫20℃)時的電阻值；Rt0——溫度為t0(通常為0℃)時的電阻值；α——電阻的溫度系數(shù)?？梢姡捎跍囟鹊淖兓?，導致了金屬導體電阻的變化。這樣只要設(shè)法測出電阻值的變化，就可達到溫度測量的目的。雖然大多數(shù)金屬導體的電阻值隨溫度的變化而變化，但是它們并不能都作為測溫用的熱電阻。作為熱電阻的材料一般要求是：電阻溫度系數(shù)小、電阻率要大、熱容量要?。辉谡麄€測溫范圍內(nèi)，應具有穩(wěn)定的物理、化學性質(zhì)和良好的重復性；并要求電阻值隨溫度的變化呈線性關(guān)系。但是，要完全符合上述要求的熱電阻材料實際上是有困難的。根據(jù)具體情況，目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅。本裝置使用的是鉑電阻元件PT100，并通過溫度變送器（測量電橋或分壓采樣電路或者AI人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器）將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號。鉑電阻元件是采用特殊的工藝和材料制成，具有很高的穩(wěn)定性和耐震動等特點，還具有較強的抗氧化能力。在0~650℃的溫度范圍內(nèi)，鉑電阻與溫度的關(guān)系為：Rt＝Rt0(1+At+Bt2+Ct3)式中Rt——溫度為t(如室溫20℃)時的電阻值；Rt0——溫度為t0(通常為0℃)時的電阻值；A、B、C是常數(shù)，一般A=3.90802*10－31/℃，B=-5.802*10－71/℃，C=-4.2735*10－121/℃。Rt-t的關(guān)系稱為分度表。不同的測溫元件用分度號來區(qū)別，如Pt100、CU50等。二位式溫度控制系統(tǒng)二位控制是位式控制規(guī)律中最簡單的一種。本實驗的被控對象是1.5KW電加熱管，被控制量是復合小加溫箱中內(nèi)套水箱的水溫T，智能調(diào)節(jié)儀內(nèi)置繼電器線圈控制的常開觸點開關(guān)控制電加熱管的通斷，圖2-10為位式調(diào)節(jié)器的工作特性圖，圖3-1為位式控制系統(tǒng)的方塊圖。圖3-1位式調(diào)節(jié)器的特性圖由圖3-1可見，在一定的范圍內(nèi)不僅有死區(qū)存在，而且還有回環(huán)。因而圖3-2所示的系統(tǒng)實質(zhì)上是一個典型的非線性控制系統(tǒng)。執(zhí)行器只有“開”或“關(guān)”兩種極限輸出狀態(tài)，故稱這種控制器為兩位調(diào)節(jié)器。該系統(tǒng)的工作原理是當被控制的水溫測量值VP=T小于給定值VS時，即測量值〈給定值，且當e=VS-VP≥dF時，調(diào)節(jié)器的繼電器線圈接通，常開觸點變成常閉，電加熱管接通380V電源而加熱。隨著水溫T的升高，Vp也不斷增大，e相應變小。若T高于給定值，即Vp〉Vs，e為負值，若e≤-dF時，則兩位調(diào)節(jié)器的繼電器線圈斷開，常開觸點復位斷開，切斷電加熱管的供電。由于這種控制方式具有沖擊性，易損壞元器件，只是在對控制質(zhì)量要求不高的系統(tǒng)才使用。圖3-2位式控制系統(tǒng)的方塊圖如圖3-2位式控制系統(tǒng)的方框圖所示，溫度給定值在智能儀表上通過設(shè)定獲得。被控對象為鍋爐內(nèi)膽，被控制量為內(nèi)膽水溫。它由鉑電阻PT100測定，輸入到智能調(diào)節(jié)儀上。根據(jù)給定值加上dF與測量的溫度相比較向繼電器線圈發(fā)出控制信號，從而達到控制水箱溫度的目的。由過程控制原理可知，雙位控制系統(tǒng)的輸出是一個斷續(xù)控制作用下的等幅振蕩過程，如圖3-3所示。因此不能用連續(xù)控制作用下的衰減振蕩過程的溫度品質(zhì)指標來衡量，而用振幅和周期作為品質(zhì)指標。一般要求振幅小，周期長，然而對同一雙位控制系統(tǒng)來說，若要振幅小，則周期必然短；若要周期長，則振幅必然大。因此通過合理選擇中間區(qū)以使振幅在限定范圍內(nèi)，而又盡可能獲得較長的周期。圖3-3雙位控系統(tǒng)的過程曲線四、實驗內(nèi)容與步驟設(shè)備的連接和檢查打開以丹麥泵為動力的支路至鍋爐內(nèi)膽的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。將鍋爐內(nèi)膽的進水閥：閥11開至適當開度,溢流口全開。檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線接線如圖3-4所示。圖3-4系統(tǒng)連線圖圖3-5實驗軟件界面按圖3-4所示，利用AE2000B型實驗裝置組成控制系統(tǒng)。將鍋爐水溫+接到8017的A/I0+端，鍋爐水溫－（負端）接到8017的A/I0－端。將8024的A/O0+端接三相電加熱管控制信號輸入正（+）。8024的A/O0－端接三相電加熱管控制信號輸入負（－）。啟動電源，在上位機設(shè)好設(shè)定值和回差dF的值。在老師的指導下，啟動計算機，進入MCGS組態(tài)環(huán)境運行軟件，進入相應的實驗。如圖3-5所示。系統(tǒng)運行后，組態(tài)軟件自動記錄控制過程曲線。待穩(wěn)定振蕩2~3個周期后，觀察位式控制過程曲線的振蕩周期和振幅大小，記錄實驗曲線。實驗數(shù)據(jù)記錄如表3-1。表3-1S（秒）T（℃）適量改變給定值的大小，重復實驗步驟4）。停止加熱，加大冷水水流量，使鍋爐內(nèi)膽的水冷卻后，重復上述的實驗步驟。五、實驗報告畫出不同dF時的系統(tǒng)被控制量的過渡過程曲線，記錄相應的振蕩周期和振蕩幅度大小。畫出加冷卻水時被控量的過程曲線，并比較振蕩周期和振蕩幅度大小。綜合分析位式控制特點。六、思考題為什么縮小dF值時，能改善雙位控制系統(tǒng)的性能？dF值過小有什么影響？為什么實際的雙位控制特性與理想的雙位控制特性有著明顯的差異？

實驗四、單容水箱液位PID整定實驗一、實驗目的通過實驗熟悉單回路反饋控制系統(tǒng)的組成和工作原理。分析分別用P、PI和PID調(diào)節(jié)時的過程圖形曲線。定性地研究P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理圖4-1圖4-1為單回路上水箱液位控制系統(tǒng)。單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指在一個調(diào)節(jié)對象上用一個調(diào)節(jié)器來保持一個參數(shù)的恒定，而調(diào)節(jié)器只接受一個測量信號，其輸出也只控制一個執(zhí)行機構(gòu)。本系統(tǒng)所要保持的參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務是控制上水箱液位等于給定值所要求的高度。根據(jù)控制框圖，這是一個閉環(huán)反饋單回路液位控制，采用工業(yè)智能儀表控制。當調(diào)節(jié)方案確定之后，接下來就是整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)，一個單回路系統(tǒng)設(shè)計安裝就緒之后，控制質(zhì)量的好壞與控制器參數(shù)選擇有著很大的關(guān)系。合適的控制參數(shù)，可以帶來滿意的控制效果。反之，控制器參數(shù)選擇得不合適，則會使控制質(zhì)量變壞，達不到預期效果。一個控制系統(tǒng)設(shè)計好以后，系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定是十分重要的工作。一般言之，用比例（P）調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)是一個有差系統(tǒng)，比例度δ的大小不僅會影響到余差的大小，而且也與系統(tǒng)的動態(tài)性能密切相關(guān)。比例積分（PI）調(diào)節(jié)器，由于積分的作用，不僅能實現(xiàn)系統(tǒng)無余差，而且只要參數(shù)δ，Ti調(diào)節(jié)合理，也能使系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能。比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器是在PI調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上再引入微分D的作用，從而使系統(tǒng)既無余差存在，又能改善系統(tǒng)的動態(tài)性能（快速性、穩(wěn)定性等）。但是，并不是所有單回路控制系統(tǒng)在加入微分作用后都能改善系統(tǒng)品質(zhì)，對于容量滯后不大，微分作用的效果并不明顯，而對噪聲敏感的流量系統(tǒng)，加入微分作用后，反而使流量品質(zhì)變壞。對于我們的實驗系統(tǒng)，在單位階躍作用下，P、PI、PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)的階躍響應分別如圖4-2中的曲線①、②、③所示。圖4-2P、PI和PID調(diào)節(jié)的階躍響應曲線四、實驗內(nèi)容和步驟設(shè)備的連接和檢查1).往AE2000B型過程控制對象的儲水箱灌水，水位達到總高度的90％以上時停止灌水。2).打開以丹麥泵為動力的支路至上水箱的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。3).打開上水箱出水閥至適當?shù)拈_度。4).檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線如圖4-3所示：圖4-3上水箱液位PID參數(shù)整定控制接線圖將I/O信號接口板上的上水箱液位的鈕子開關(guān)打到1～5V位置。將上水箱液位+（正極）接到ICP8017的A/I0+端，上水箱液位－（負極）接到ICP8017的A/I0－端。將ICP8024的A/O0+端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的+端（即正極），將ICP8024的A/O0－端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的－端（即負極）。圖4-4實驗軟件界面比例調(diào)節(jié)控制啟動計算機MCGS組態(tài)軟件，進入實驗系統(tǒng)選擇相應的實驗，如圖4-4所示：打開電動調(diào)節(jié)閥和單相電源泵開關(guān)，開始實驗。設(shè)定給定值，調(diào)整比例系數(shù)（K）。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，對系統(tǒng)加擾動信號（在純比例的基礎(chǔ)上加擾動，一般可通過改變設(shè)定值實現(xiàn)）。記錄曲線在經(jīng)過幾次波動穩(wěn)定下來后，系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差，并記錄余差大小。減小比例系數(shù)重復步驟4，觀察過渡過程曲線，并記錄余差大小。增大比例系數(shù)重復步驟4，觀察過渡過程曲線，并記錄余差大小。選擇合適的比例系數(shù)，可以得到較滿意的過渡過程曲線。改變設(shè)定值（如設(shè)定值由50％變?yōu)?0％），同樣可以得到一條過渡過程曲線。注意：每當做完一次試驗后，必須待系統(tǒng)穩(wěn)定后再做另一次試驗。比例積分調(diào)節(jié)器（PI）控制在比例調(diào)節(jié)實驗的基礎(chǔ)上，加入積分作用，即在界面上設(shè)置積分時間（Ti）不為0，觀察被控制量是否能回到設(shè)定值，以驗證PI控制下，系統(tǒng)對階躍擾動無余差存在。固定比例系數(shù)值（中等大小），改變PI調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)值Ti，然后觀察加階躍擾動后被調(diào)量的輸出波形，并記錄不同Ti值時的超調(diào)量σp。表4-1不同Ti時的超調(diào)量σp積分時間常數(shù)Ti大中小超調(diào)量σp固定積分時間于某一中間值，然后改變比例系數(shù)的大小，觀察加擾動后被調(diào)量輸出的動態(tài)波形，據(jù)此列表記錄不同值Ti下的超調(diào)量σp。表4-2不同K值下的σp比例系數(shù)K大中小超調(diào)量σp選擇合適的K和Ti值，使系統(tǒng)對階躍輸入擾動的輸出響應為一條較滿意的過渡過程曲線。此曲線可通過改變設(shè)定值（如設(shè)定值由50%變?yōu)?0%）來獲得。比例積分微分調(diào)節(jié)（PID）控制在PI調(diào)節(jié)器控制實驗的基礎(chǔ)上，再引入適量的微分作用，即把軟件界面上設(shè)置微分時間（Td）參數(shù)，然后加上與前面實驗幅值完全相等的擾動，記錄系統(tǒng)被控制量響應的動態(tài)曲線，并與PI控制下的曲線相比較，由此可看到微分時間（Td）對系統(tǒng)性能的影響。選擇合適的K、Ti和Td，使系統(tǒng)的輸出響應為一條較滿意的過渡過程曲線（階躍輸入可由給定值從50%突變至60%來實現(xiàn)）。在歷史曲線中選擇一條較滿意的過渡過程曲線進行記錄。五、實驗報告要求畫出單容水箱液位控制系統(tǒng)的方塊圖。用接好線路的單回路系統(tǒng)進行投運練習，并敘述無擾動切換的方法。作出P調(diào)節(jié)器控制時，不同δ值下的階躍響應曲線。作出PI調(diào)節(jié)器控制時，不同δ和Ti值時的階躍響應曲線。畫出PID控制時的階躍響應曲線，并分析微分D的作用。比較P、PI和PID三種調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)無差度和動態(tài)性能的影響。六、注意事項實驗線路接好后，必須經(jīng)指導老師檢查認可后方可接通電源。七、思考題實驗系統(tǒng)在運行前應做好哪些準備工作？為什么要強調(diào)無擾動切換？試定性地分析三種調(diào)節(jié)器的參數(shù)K、（K、Ti）和（K、Ti和Td）的變化對控制過程各產(chǎn)生什么影響？如何實現(xiàn)減小或消除余差？純比例控制能否消除余差？

實驗五、串接雙容水箱液位PID整定實驗一、實驗目的熟悉單回路雙容液位控制系統(tǒng)的組成和工作原理。研究系統(tǒng)分別用P、PI和PID調(diào)節(jié)器時的控制性能。定性地分析P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理圖5-1雙容水箱液位控制系統(tǒng)的方框圖圖5-1為雙容水箱液位控制系統(tǒng)。這也是一個單回路控制系統(tǒng)，它與實驗四不同的是有兩個水箱相串聯(lián)，控制的目的是使中水箱的液位高度等于給定值所期望的高度，具有減少或消除來自系統(tǒng)內(nèi)部或外部擾動的影響功能。顯然，這種反饋控制系統(tǒng)的性能完全取決于調(diào)節(jié)器Gc（S）的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的合理選擇。由于雙容水箱的數(shù)學模型是二階的，故它的穩(wěn)定性不如單容液位控制系統(tǒng)。對于階躍輸入（包括階躍擾動），這種系統(tǒng)用比例（P）調(diào)節(jié)器去控制，系統(tǒng)有余差，且與比例度成正比，若用比例積分（PI）調(diào)節(jié)器去控制，不僅可實現(xiàn)無余差，而且只要調(diào)節(jié)器的參數(shù)K和Ti調(diào)節(jié)得合理，也能使系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能。比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器是在PI調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上再引入微分D的控制作用，從而使系統(tǒng)既無余差存在，又使其動態(tài)性能得到進一步改善。四、實驗內(nèi)容與步驟1、設(shè)備的連接和檢查1).打開以丹麥泵為動力的支路至上水箱的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。2).打開上水箱出水閥和中水箱的出水閥至適當?shù)拈_度。3).檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線如圖5-2所示。圖5-2實驗接線圖將I/O信號接口板上的中水箱液位的鈕子開關(guān)打到1～5V位置。將中水箱液位+接到8017的A/I0+端，中水箱液位－（負端）接到8017的A/I0－端。將8024的A/O0＋端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的+端（即正極），將8024的A/O0－端接至電動調(diào)節(jié)閥的4~20mA輸入端的－（即負極）。電源控制板上的電源空氣開關(guān)、丹麥泵電源開關(guān)打在關(guān)的位置。調(diào)節(jié)器控制按圖2-43所示的結(jié)構(gòu)接成單回路的實驗系統(tǒng)。其中被控對象是兩個水箱，被控制量是下水箱的液位高度。把調(diào)節(jié)器置于“手動”狀態(tài)，其積分時間常數(shù)置于0，微分時間常數(shù)置于0，比例設(shè)置于最大值處，即此時的調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)（P）。開啟相關(guān)儀器和計算機軟件，進入相應的實驗，如圖5-3所示。圖5-3軟件界面圖在開環(huán)狀態(tài)下，利用手動操作開關(guān)把被調(diào)量調(diào)到給定值（一般把液面高度控制在水箱高度的50%處）。待系統(tǒng)的輸出趨于平衡不變后，加入階躍擾動信號（一般可通過改變設(shè)定值的大小來實現(xiàn)）。五、注意事項實驗線路接好后，必須經(jīng)指導老師檢查認可后方可接通電源。水泵啟動前，出水閥門應關(guān)閉，待水泵啟動后，再逐漸開啟出水閥，直至適當開度。在老師的指導下，開啟計算機系統(tǒng)。六、思考題試用控制原理的相關(guān)理論分析PID調(diào)節(jié)器的微分作用為什么不能太大？為什么微分作用的引入必須緩慢進行？這時的比例系數(shù)K是否要改變？為什么？調(diào)節(jié)器參數(shù)（K、Ti和Td）的改變對整個控制過程有什么影響？

實驗六、鍋爐內(nèi)膽水溫PID整定實驗（動態(tài)）一、實驗目的了解單回路溫度控制系統(tǒng)的組成與工作原理。研究P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分別對溫度系統(tǒng)的控制作用。改變P、PI、PD和PID的相關(guān)參數(shù)，觀察它們對系統(tǒng)性能的影響。了解PID參數(shù)自整定的方法及參數(shù)整定在整個系統(tǒng)中的重要性。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理圖6-1溫度控制系統(tǒng)原理圖圖6-1為一個閉環(huán)單回路的鍋爐夾套溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，鍋爐夾套為動態(tài)循環(huán)水。實驗之前，通過丹麥泵、變頻器將鍋爐內(nèi)膽和夾套的水裝至適當高度。實驗投入運行以后，變頻器再以固定的頻率使鍋爐內(nèi)膽的水處于循環(huán)狀態(tài)。靜態(tài)閉環(huán)單回路的鍋爐內(nèi)膽溫度控制，沒有循環(huán)水加以快速熱交換，而三相電加熱管功率為1.5KW，加熱過程相對快速，散熱過程相對比較緩慢，調(diào)節(jié)的效果受對象特性和環(huán)境的限制，在精確度和穩(wěn)定性上存在一定的誤差。增加了循環(huán)水系統(tǒng)后，便于熱交換及加速了散熱能力，相比于靜態(tài)溫度控制實驗，在控制的精度性，快速性上有了很大的提高。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是鍋爐內(nèi)膽溫度給定值，即控制的任務是控制鍋爐內(nèi)膽溫度等于給定值，采用工業(yè)智能PID調(diào)節(jié)。四、實驗內(nèi)容與步驟1、設(shè)備的連接和檢查1）.打開以丹麥泵為動力的支路至鍋爐內(nèi)膽的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。.將鍋爐內(nèi)膽的進水閥開至適當開度,溢流口全開。.檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線接線如圖6-2所示。圖6-2系統(tǒng)連線圖.按圖3-4所示，利用AE2000B型實驗裝置組成控制系統(tǒng)。.將鍋爐水溫+接到8017的A/I0+端，鍋爐水溫－（負端）接到8017的A/I0－端。.將8024的A/O0+端接三相電加熱管控制信號輸入正（+）。8024的A/O0－端接三相電加熱管控制信號輸入負（－）。圖6-3實驗軟件界面在老師的指導下，啟動計算機，進入MCGS組態(tài)環(huán)境運行軟件，進入相應的實驗。開啟相關(guān)儀器和計算機軟件，進入相應的實驗，如圖6-3所示：把輸出值為小于等于50，把溫度設(shè)定于某給定值（如：將水溫控制在40℃），設(shè)置各項參數(shù)，使調(diào)節(jié)器工作在比例（P）調(diào)節(jié)器狀態(tài)，此時系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。運行MCGS組態(tài)軟件，進入相應的實驗。待基本不再變化時，加入階躍擾動。觀察并記錄在當前比例系數(shù)時的余差和超調(diào)量。每當改變值K后，再加同樣大小的階躍信號，比較不同K時的ess和σp，并把數(shù)據(jù)填入表6-1中。表6-1不同比例系數(shù)K時的余差和超調(diào)量K大中小essσp記錄實驗過程各項數(shù)據(jù)繪成過渡過程曲線。（數(shù)據(jù)可在軟件上獲得）比例積分（PI）調(diào)節(jié)器控制在比例調(diào)節(jié)器控制實驗的基礎(chǔ)上，待被調(diào)量平穩(wěn)后，加入積分（I）作用，觀察被控制量能否回到原設(shè)定值的位置，以驗證系統(tǒng)在PI調(diào)節(jié)器控制下沒有余差。固定比例系數(shù)值（中等大?。?，然后改變積分時間常數(shù)值，觀察加入擾動后被調(diào)量的動態(tài)曲線，并記錄不同積分時間值時的超調(diào)量σp。表6-2不同Ti值時的超調(diào)量σp積分時間常數(shù)Ti大中小超調(diào)量σp固定積分時間于某一中間值，然后改變比例系數(shù)的大小，觀察加擾動后被調(diào)量的動態(tài)曲線，并記下相應的超調(diào)量σp。表6-3不同K值時的超調(diào)量σp比例系數(shù)K大中小超調(diào)量σp選擇合適的比例系數(shù)和積分時間值，使系統(tǒng)瞬態(tài)響應曲線為一條令人滿意的曲線。此曲線可通過改變設(shè)定值(如把設(shè)定值由50%增加到60%)來實現(xiàn)。比例微分調(diào)節(jié)器（PD）控制在比例調(diào)節(jié)器控制實驗的基礎(chǔ)上，待被調(diào)量平穩(wěn)后，引入微分作用（D）。固定比例系數(shù)K值（中間值），改變微分時間常數(shù)的大小，觀察系統(tǒng)在階躍輸入作用下相應的動態(tài)響應曲線。表6-4不同微分時間值時的超調(diào)量和余差微分時間Td大中小essσp選擇合適的P和D值，使系統(tǒng)的瞬態(tài)響應為一條令人滿意的動態(tài)曲線。比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器控制在比例調(diào)節(jié)器控制實驗的基礎(chǔ)上，待被調(diào)量平穩(wěn)后，引入積分（I）作用，使被調(diào)量回復到原設(shè)定值。增大比例系數(shù)，并同時增大積分時間，觀察加擾動信號后的被調(diào)量的動態(tài)曲線，驗證在PI調(diào)節(jié)器作用下，系統(tǒng)的余差為零。在PI控制的基礎(chǔ)上加上適量的微分作用（D），然后再對系統(tǒng)加擾動（擾動幅值與前面的實驗相同），比較所得的動態(tài)曲線與用PI控制時的不同處。選擇合適的P、I和D參數(shù)，以獲得一條較滿意的動態(tài)曲線。五、實驗報告要求。畫出溫度控制系統(tǒng)的方塊圖。作出比例調(diào)節(jié)器控制時，不同比例系數(shù)值時的階躍響應曲線，得到的結(jié)論是什么？分析PI調(diào)節(jié)器控制時，不同P和I值對系統(tǒng)性能的影響？繪制用PD調(diào)節(jié)器控制時系統(tǒng)的動態(tài)波形。繪制用PID調(diào)節(jié)器控制時系統(tǒng)的動態(tài)波形。六、注意事項實驗線路接好后，必須經(jīng)指導老師檢查認可后方可接通電源。系統(tǒng)連接好以后，在老師的指導下，運行溫度控制實驗。七、思考題在階躍擾動作用下，用PD調(diào)節(jié)器控制時，系統(tǒng)有沒有余差存在？為什么？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控制有明顯地改善？為什么要整定P、I、D參數(shù)？連續(xù)溫控與斷續(xù)溫控有何區(qū)別？為什么？

實驗七、鍋爐夾套水溫PID整定實驗（動態(tài)）一、實驗目的了解不同單回路溫度控制系統(tǒng)的組成與工作原理。研究P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分別對溫度系統(tǒng)的控制作用。改變P、PI、PD和PID的相關(guān)參數(shù)，觀察它們對系統(tǒng)性能的影響。了解PID參數(shù)自整定的方法及參數(shù)整定在整個系統(tǒng)中的重要性。分析動態(tài)的溫度單回路控制和靜態(tài)的溫度單回路控制不同之處。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理圖7-1溫度控制系統(tǒng)本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是鍋爐夾套溫度給定值，即控制的任務是控制鍋爐夾套溫度等于給定值。根據(jù)控制框圖，采用工業(yè)智能PID調(diào)節(jié)。四、實驗內(nèi)容與步驟設(shè)備的連接與檢查.打開以丹麥泵為動力的支路至鍋爐內(nèi)膽和夾套的所有閥門，將鍋爐內(nèi)膽和夾套灌滿水。關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。.將鍋爐內(nèi)膽和夾套的進水閥至適當開度。.檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。按圖7-1所示方塊圖的要求接成實驗系統(tǒng)。接法如圖7-2。圖7-2實驗接線圖.將夾套水溫+接到8017的A/I0+端，夾套水溫－（負端）接到8017的A/I0－端。.將8024的A/O0+端接三相電加熱管控制信號輸入正（+）。8024的A/O0－端接三相電加熱管控制信號輸入負（－）。啟動實驗裝置將實驗裝置電源插頭接到380V的三相交流電源。打開電源帶漏電保護空氣開關(guān)。打開電源總開關(guān)，電源指示燈點亮，即可開啟電源。打開單相加熱管電源開關(guān)。開啟24VDC電源。比例調(diào)節(jié)器（P）控制開啟相關(guān)儀器和計算機，運行軟件，進入相應的實驗，如圖7-3所示。圖7-3實驗軟件界面把輸出值為小于等于50，把溫度設(shè)定于某給定值（如：將水溫控制在40℃），設(shè)置各項參數(shù)，使調(diào)節(jié)器工作在比例（P）調(diào)節(jié)器狀態(tài)，此時系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。運行MCGS組態(tài)軟件，進入相應的實驗，觀察實時或歷史曲線。通過改變設(shè)定值來實現(xiàn)。觀察并記錄在當前比例系數(shù)時的余差和超調(diào)量。每當改變值K后，再加同樣大小的階躍信號，比較不同K時的ess和σp，并把數(shù)據(jù)填入表7-1中。表7-1不同比例P時的余差和超調(diào)量K大中小essσp記錄實驗過程各項數(shù)據(jù)繪成過渡過程曲線。（數(shù)據(jù)可在軟件上獲得）比例積分（PI）調(diào)節(jié)器控制在比例調(diào)節(jié)器控制實驗的基礎(chǔ)上，待被調(diào)量平穩(wěn)后，加入積分（I）作用，觀察被控制量能否回到原設(shè)定值的位置，以驗證系統(tǒng)在PI調(diào)節(jié)器控制下沒有余差。固定比例K值（中等大?。?，然后改變積分時間常數(shù)值，觀察加入擾動后被調(diào)量的動態(tài)曲線，并記錄不同Ti值時的超調(diào)量σp。表7-3不同Ti值時的超調(diào)量σp積分時間常數(shù)大中小超調(diào)量σp固定Ti于某一中間值，然后改變比例系數(shù)的大小，觀察加擾動后被調(diào)量的動態(tài)曲線，并記下相應的超調(diào)量σp。表7-4不同δ值時的超調(diào)量σp比例系數(shù)大中小超調(diào)量σp選擇合適的K和Ti值，使系統(tǒng)瞬態(tài)響應曲線為一條令人滿意的曲線。此曲線可通過改變設(shè)定值(如把設(shè)定值由50%增加到60%)來實現(xiàn)。比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)器控制在比例調(diào)節(jié)器控制實驗的基礎(chǔ)上，待被調(diào)量平穩(wěn)后，引入積分（I）作用，使被調(diào)量回復到原設(shè)定值。增加比例系數(shù)，并同時增大I，觀察加擾動信號后的被調(diào)量的動態(tài)曲線，驗證在PI調(diào)節(jié)器作用下，系統(tǒng)的余差為零。在PI控制的基礎(chǔ)上加上適量的微分作用“D”，然后再對系統(tǒng)加擾動（擾動幅值與前面的實驗相同），比較所得的動態(tài)曲線與用PI控制時的不同處。選擇合適的K、Ti和Td，以獲得一條較滿意的動態(tài)曲線。五、實驗報告要求。作出比例調(diào)節(jié)器控制時，不同δ值時的階躍響應曲線，得到的結(jié)論是什么？分析PI調(diào)節(jié)器控制時，不同P和I值對系統(tǒng)性能的影響？繪制用PID調(diào)節(jié)器控制時系統(tǒng)的動態(tài)波形。分析動態(tài)的溫度單回路控制和靜態(tài)的溫度單回路控制不同之處。

實驗八、電磁流量計流量PID控制實驗一、實驗目的了解電磁流量計的結(jié)構(gòu)及其使用方法。熟悉單回路流量控制系統(tǒng)的組成。試比較渦輪流量計和電磁流量計之間的不同之處。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理流量單回路控制系統(tǒng)如圖8-1所示。圖8-1流量控制系統(tǒng)四、實驗內(nèi)容與步驟1、設(shè)備的連接與檢查1).關(guān)閉閥23，往AE2000B型過程控制對象的儲水箱灌水，水位達到總高度的90％以上時停止灌水。2).打開以丹麥泵為動力的支路至上水箱的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。3).打開上水箱出水閥（閥8）至適當?shù)拈_度。4).檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。2、按圖8-1所示方塊圖的要求接成實驗系統(tǒng)。接法如圖8-2。圖8-2實驗接線圖先將電磁流量計信號接至8017的A/I0通道。將8024的A/O0通道接至電動調(diào)節(jié)閥的控制信號輸入端。啟動實驗裝置將實驗裝置電源插頭接到380V的三相交流電源。打開電源帶漏電保護空氣開關(guān)。打開電源總開關(guān)，電源指示燈點亮，即可開啟電源。開啟24VDC電源。比例調(diào)節(jié)器（P）控制打開相應的閥。把調(diào)節(jié)器置于“手動”狀態(tài)，積分時間常數(shù)為零，微分時間常數(shù)為零，設(shè)定比例P，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，使調(diào)節(jié)器工作在比例調(diào)節(jié)上。表8-1不同K值時的余差和超調(diào)量K大中小essσp運行MCGS組態(tài)軟件，進入實驗系統(tǒng)相關(guān)的實驗,如圖8-3所示。記錄軟件中的實時曲線的過程數(shù)據(jù)，作出一條完整的過渡過程曲線，記錄表格自擬。圖8-3實驗軟件界面比例積分調(diào)節(jié)器（PI）控制在比例調(diào)節(jié)控制實驗的基礎(chǔ)上，加上積分作用“I”，即把“I”（積分）設(shè)置為一參數(shù)，根據(jù)不同的情況，設(shè)置不同的大小。觀察被控制量能否回到原設(shè)定值的位置，以驗證系統(tǒng)在PI調(diào)節(jié)器控制下，系統(tǒng)的階躍擾動無余差產(chǎn)生。固定比例K值（中等大小），然后改變調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)值，觀察加入階躍擾動后被調(diào)量的輸出波形，并記錄不同積分時間Ti值時的超調(diào)量σp。表8-2不同Ti值時的超調(diào)量σp積分時間常數(shù)大中小超調(diào)量σp選擇合適的K和Ti值，使系統(tǒng)對階躍輸入（包括階躍擾動）的輸出響應為一條較滿意的過渡過程曲線。此曲線可通過改變設(shè)定值（如把設(shè)定值由50%變?yōu)?0%）來獲得。五、實驗報告畫出流量控制系統(tǒng)的實驗線路圖。作出P調(diào)節(jié)器控制時，不同K值下的階躍響應曲線。作出PI調(diào)節(jié)器控制時，不同K和Ti值時的階躍響應曲線。六、注意事項實驗線路接好后，必須經(jīng)指導老師檢查認可后方可接通電源。在老師的指導下進行實驗。七、思考題從理論上分析調(diào)節(jié)器參數(shù)(K、Ti)的變化對控制過程產(chǎn)生什么影響？消除系統(tǒng)的余差為什么采用PI調(diào)節(jié)器，而不采用純積分器？實驗九、上水箱和中水箱液位串級PID控制實驗一、實驗目的掌握串級控制系統(tǒng)的基本概念和組成。掌握串級控制系統(tǒng)的投運與參數(shù)整定方法。研究階躍擾動分別作用在副對象和主對象時對系統(tǒng)主被控量的影響。二、實驗設(shè)備AE2000B型過程控制實驗裝置、萬用表、上位機軟件、計算機、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實驗連接線。三、實驗原理上水箱液位作為副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)對象，中水箱液位做為主調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)對象?？刂瓶驁D如圖9-1所示：圖9-1上水箱中水箱液位串級控制框圖四、實驗內(nèi)容和步驟設(shè)備的連接和檢查打開以丹麥泵為動力的支路至上水箱的所有閥門，關(guān)閉動力支路上通往其它對象的切換閥門。打開上水箱出水閥和中水箱的出水閥開至適當?shù)拈_度。檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。系統(tǒng)連線圖圖9-2實驗接線圖將中水箱液位信號接至8017的A/I0通道，將上水箱液位信號接至8017的A/I1通道。將8024的A/O0通道接至電動調(diào)節(jié)閥的控制信號輸入端。電源控制板上的三相電源空氣開關(guān)、丹麥泵電源開關(guān)打在關(guān)的位置。啟動實驗裝置： 打開電源帶漏電保護空氣開關(guān)。打開電源總開關(guān)，電源指示燈點亮，即可開啟電源。打開單相泵電源。啟動