计算机控制技术及应用实验教学大纲.docVIP

《计算机控制技术及应用》实验教学大纲 课程编号16120043 大纲执笔人：丁建强 课程名称：计算机控制技术及应用 大纲审批人： 英文名称：Computer control technology and applications 课程学时：54 实验学时：18 实验室名称：计算机控制技术实验室 实验课性质：非独立设课 适用专业：电子信息科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器（仪表自动化）、电气工程与自动化 1. 本课程实验教学目的与要求 通过实验要求学生掌握计算机控制系统的构成、原理和实现的方法，了解常规传感器、执行机构智能仪表和数据采集模块的使用，掌握被控对象特性的测试方法，掌握PID控制的整定方法，掌握计算机监控系统组态软件的使用，并为进一步学习DCS控制系统打下基础。 2. 主要仪器设备及现有台套数 AE2000A实验对象 6套 AE2000A过程控制实验装置 6套 万用表、实验连接线、数据通信线 6套 工控机 40台 DCS控制柜（内含2个交换机） 3套 3. 实验课程内容和学时分配 序号 实验项目名称 目的要求 学时分配 实验类型 每组人数 必开、选开 1 实验1: 实验装置基本操作 1、 了解实验装置结构和组成。 2、 了解信号的传输方式和路径。 3、 掌握实验装置的基本操作。 4、 掌握液位传感器调节零位。 5、 熟悉智能仪表的使用 3 基础性实验 6 必开 2 实验2: 对象特性测试 1、 熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。 2、 根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。 3 设计性实验 6 必开 3 实验3: 二位式温度控制 1、 熟悉实验装置，了解二位式温度控制系统的组成。 2、 掌握位式控制系统的工作原理、控制过程和控制特性。 3 设计性实验 6 必开 4 实验4: 上水箱液位PID整定 1、 熟悉单回路反馈控制系统的组成 2、 了解利用智能调节仪进行控制的工作原理。 3、 了解P、PI和PID调节时的过程图形曲线。 4、 了解P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。 3 设计性实验 6 必开 5 实验5: 锅炉水温控制 1、 熟悉单回路反馈控制系统的组成 2、 了解计算机直接数字控制DDC的工作原理。 3、 进一步熟悉P、PI和PID调节时的过程图形曲线。 4、 进一步熟悉P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。 3 设计性实验 6 必开 6 实验6: 涡轮流量计的流量控制 1、 了解涡轮流量计的结构及其使用方法。 2、 熟悉单回路流量控制系统的组成。 3 设计性实验 6 必开 4. 实验项目的内容和要求 4.1. 实验项目名称：实验1:实验装置基本操作 4.1.1. 实验内容 1)、设备的连接与检查。 2)、系统连线。 3)、启动实验装置。 4)、上、下水箱液位传感器的检测。 5)、 智能调节仪的使用。 6)、 温度传感器的检测。 7)、 MCGS组态环境与运行环境的使用。 4.1.2. 实验要求 1)、记录阀门状态、系统连线。 2)、检测并分析压力变送器和温度变送器输出信号是否正常。 3)、设置智能调节仪参数，并作好记录。 4)、启动MCGS，记录MCGS菜单和工作台面窗口。 5)、完成实验报告。 6)、通过实验，要求学生掌握实验装置的基本结构、操作方法，掌握一阶系统的特性传输特性。 4.2. 实验项目名称：实验2:对象特性测试 4.2.1. 实验内容 1)、实验装置的连接与启动，设置好智能调节仪参数。 2)、启动MCGS，选择对象特性测试算法，设定给定值，观察系统的被调量。 3)、迅速增加给定值，记录此引起的阶跃响应的过程参数，绘制变化曲线。 4)、直到进入新的平衡状态，再次记录平衡时的数据。 5)、分析并计算阶跃响应过程曲线参数。 4.2.2. 实验要求 1)、记录阀门状态、系统连线。 2)、记录两次平衡时的仪表输出值、水箱水位高度h1、仪表显示值。 3)、根据实验原理中所述的方法，计算出一阶环节的相关参数（水箱的时间常数）。 4)、完成实验报告。 4.3. 实验项目名称：实验3:二位式温度控制 4.3.1. 实验内容 1)、实验装置的连接与启动，，设置好智能调节仪参数。 2)、启动MCGS，选择二位式温度控制算法，调节好设定值和回差dF的值。 3)、利用组态软件记录控制过程曲线。待稳定振荡2~3个周期后，观察位式控制过程曲线的振荡周期和振幅大小，记录实验曲线。 4)、改变回差dF，重复上一内容。 5)、把动力水路切换到锅