工业过程与过程控制研究报告.docx

1、工业过程与过程控制研究报告工业过程与过程控制实验报告 学号： 1013401XXX 姓名： XXX 学院： XXXX学院 专业：冶金过程自动化 苏州大学机电工程学院 二零一三年五月实验一 锅炉液位控制系统实验1、 实验目的1 了解锅炉液位控制系统的组成。2 建立液位控制数学模型（阶跃响应曲线）。3 计算系统各参数下的性能指标。4 分析PID参数对控制系统性能指标的影响。2、 实验步骤1 出水流量控制系统置于“手操”，即开环方式，设定OUTL=60%。2 令=20%、Ti=80（s）、Td=10(s)，设置到液位控制器中。3 液位控制系统置于“自动”，即闭环方式，设定SV=200mm，等待 稳定

2、下来。4 将液位控制器的“自动”输出阶跃变化100mm，即设定 SV=300mm,同步记录液位的PV值（间隔30秒记录一次，约 20分钟）5 改变比例带：令=10%、Ti=80（s）、Td=10(s)，设置到控制器中， 重复步骤3和步骤4。6 改变积分时间：令=20%、Ti=40（s）、Td=10(s)，设置到控制器中，重复步骤3和步骤4。7 改变微分时间：令=20%、Ti=80（s）、Td=20(s)，设置到控制器中，重复步骤3和步骤4。三、 数据记录与处理锅炉液位控制系统实验记录表时间：(min)液位：(mm)液位：(mm)液位：(mm)液位：(mm)0.02002002002000.52

3、03.5206.4206.5205.01.0209.9215.9216.9212.01.5216.5225.9228.8219.52.0224.4236.5241.4228.22.5232.9248.2256.1236.03.0241.8259.6270.4245.83.5250.9271.4285.7254.84.0260.6283.2299.1264.44.5269.8293.6308.7273.95.0279.2301.3310.0283.35.5289.0304.1308.5292.46.0297.1304.5305.3299.66.5302.8303.3301.8304.77.030

4、6.2302.2298.9306.07.5306.7301.7297.1306.58.0306.0300.7297.1305.98.5305.1300.0297.2304.89.0303.8299.9298.7303.69.5302.5299.6300.0301.710.0301.4299.7300.3300.810.5300.9299.6300.9300.211.0300.2299.9301.4299.711.5299.7300.1301.0299.012.0299.2300.0300.7298.912.5299.3300.1300.0298.713.0299.5299.4298.913.5

5、299.4299.3299.014.0299.5299.6299.314.5299.6299.9299.515.0300.1300.2299.815.5300.2300.116.0300.2300.316.5299.7300.417.0300.1300.217.5299.9300.318.0300.1300.318.5300.119.0300.119.5300.020.0300.1调节时间ts，一般是当被控量进入其稳态值的5%范围内时所需的时间指标参数=20%、Ti=80（s）Td=10(s)=10%、Ti=80（s）Td=10(s)=20%、Ti=40（s）Td=10(s)=20%、Ti=8

6、0（s）Td=20(s)衰减率0.9840.9770.9700.953衰减比66:144:133:121.3:1超调量（%）6.64.59.96.3调节时间ts(min)5.54.53.55.5分析比例带、积分时间、微分时间对系统性能的影响。比例带：当减小时，引起变大；减小减小，稳定性变差。积分时间：当Ti减小时，引起变大；减小减小，稳定性变差。微分时间；引入Td，可提高快速性，提高系统的工作频率；Td太大 或太小，都会破坏系统的稳定性。实验二 锅炉温度控制系统实验1、实验目的1 了解锅炉温度控制系统的组成2 建立被控对象的数学模型：掌握用动态特性参数法辨识被控对象 数学模型（一阶加滞后）的特

7、征参数3 掌握整定PID参数的计算过程4 计算温度控制系统闭环状态下的性能指标5 总结对过程控制系统实验的心得体会2、实验步骤1 液位控制系统置于“自动”，即闭环方式，设定SV=300mm2 出水流量控制系统置于“手操”，即开环方式，大约使PV=40L/h3 温度控制系统置于“手操”，即开环方式，设定OUTL=10%15%4 等待液位、出水流量和温度的PV值稳定下来5 将温度控制器的“手操”输出阶跃变化5%10%，即设定 OUTL= 15%25%,同步记录温度的PV值（间隔1分钟记录一次，约45 分钟）6 根据开环实验数据，在实验计算机记录的温度开环阶跃响应曲线 上，计算被控对象的参数K、和T

8、。然后按教材第83页的表4.1 （另一教材第168页的表3-6）计算PID参数、Ti、Td7 温度控制系统置于“自动”，即闭环方式，设定SV=3040， 把第六步得到的、Ti、Td设置到控制器中，等待稳定下来8 将温度控制器的“自动”输出阶跃变化510，即设定SV=35 50，同步记录温度的PV值（间隔30秒记录一次，约20分 钟）9 根据温度闭环实验数据，在直角坐标纸上绘制温度控制系统的阶 跃响应曲线，由曲线计算系统性能指标：衰减率、衰减比、 超调量、调节时间ts 3、数据记录与处理温度开环实验数据记录表时间：(min)温度：()时间：(min)温度：()021.22430.0122.725

9、30.2223.22630.2324.12730.7424.92830.5525.52930.5626.13030.7726.93130.7826.83230.9927.33330.91027.73431.41127.83531.21228.53631.51328.43731.61428.93831.41529.13931.81629.44031.91729.34131.71829.44231.91929.54331.92029.84431.82129.7452229.8462330.147温度闭环实验数据记录表时间：(min)温度：()时间：(min)温度：()0.032.012.042.4

10、0.532.712.542.51.033.313.042.01.534.113.542.32.034.214.041.82.535.214.542.43.035.715.042.03.536.115.542.34.036.416.042.04.537.216.55.037.817.05.538.417.56.039.018.06.539.318.57.040.219.07.540.619.58.041.520.08.541.620.59.041.721.09.542.221.510.042.322.010.542.322.511.042.523.011.542.623.531.9-21.2=10.710.70.39+21.2=25.410.70.63+21.2=27.9t1=320st2=687s 不合适取t2=571sT0=2（t2-t1）=2571-320）=502s=2t1-t2=2320-571=69sTi=2=269=138sTd=0.5=0.569=34.5s34s 调节时间ts=7.0min4、心得体会 这个实验包括水箱液位控制和水温控制，因为这个原因所以实验过程十分缓慢，一次实验需要20分钟的计时时间，所以需要我们静下心来，耐心的进行实验，并将数据认真的记录下来。