过程控制地工程课程设计.docx

综合实验报告 ——过控部分 班级： 自动化2 学号： 姓名： 陈猛冲 实验目的 1、熟悉A3000实验装置及过程控制实训装置的工艺流程。 2、熟悉使用浙大中控DCS系统，了解DCS系统的工作原理。 3、掌握使用DCS系统组态软件进行组态和设计控制系统基本过程。 4、在A3000实验装置或过程控制实训装置上完成对象特性测试及建模。 5、在A3000实验装置或过程控制实训装置上完成简单控制系统的设计与分析。 6、在A3000实验装置或过程控制实训装置上完成复杂控制系统的设计与分析。 7、深入理解控制器参数的调整原理。 实验内容 1对象特性测试 对象特性测试包括一阶对象、二阶对象、非线性对象三部分内容。 （1）从实验装置中分别确定一阶对象、二阶对象和非线性对象； （2）对一阶对象、二阶对象进行机理分析，建立被测试对象的机理模型 （3）调整系统处于正常工作状态附近 （4）用阶跃响应法测试系统模型，注意阶跃输入不能超过10% （5）最后分别给出被测试对象的数学模型 2一阶对象单回路控制系统实验 （1）自行设计控制目标及方案 （2）调整系统处于正常工作状态附近 （3）分别改变比例度、积分时间（每个参数分别至少有三组以上数据），记录测试曲线，分析P、I、D不同参数对控制效果的影响 （4）进行单回路控制系统PID参数整定 （5）对所整定好的系统加入干扰，注意要记录加入的干扰量，分析控制回路克服干 扰的过程 3二阶对象单回路控制系统实验 （6）自行设计控制目标及方案 （7）调整系统处于正常工作状态附近 （8）分别改变比例度、积分时间（每个参数分别至少有三组以上数据），记录测试曲线，分析P、I、D不同参数对控制效果的影响 （9）进行单回路控制系统PID参数整定 （10）对所整定好的系统加入干扰，注意要记录加入的干扰量，分析控制回路克服干 扰的过程 4串级控制系统实验 （1）自行设计控制目标及方案 （2）调整系统处于正常工作状态附近 （3）根据单回路控制系统参数整定的经验给出副控制器参数（记录参数整定过程） （4）进行主回路控制系统PID参数整定（记录参数整定过程） （5）分别对主副回路加入相同量的干扰，观察控制效果并分析串级控制系统在克服干扰方面的特点，同时分析与单回路系统克服干扰的区别。 1.2 思考题： 如何控制上水箱的水位（给出设计方案）。 2．熟悉浙大中控DCS的设计环境及控制站组态、整合（第2-3天） 2.1思考题： 注意：在进行以上各项组态时，要理解各项组态的含义及作用，组态时要具有目的性。 答：(1)什么是DCS DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。 (2)控制站和操作站在整个系统中有何作用。 现场控制站的主要功能有数据采集、DDC控制、顺序控制、信号报警、打印报表及数据通信功能。 操作员操作站功能：正常运行时的工艺监视和运行操作。工程师操作站：对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护。 (3) “组态”的含义是什么 含义是设置、配置，是指操作人员根据用户需求及控制任务的要求，使用软件工具，对计算机资源进行组合配置达到应用目的。 4.1对象特性测试 对象特性测试包括一阶对象和二阶对象两部分内容。 （1） 从实验装置中分别确定一阶对象和二阶对象； （2） 对被测对象进行机理分析，建立被测试对象的机理模型 （3） 调整系统处于正常工作状态附近 （4） 用阶跃响应法测试系统模型，注意阶跃输入不能超过10% （5） 最后分别给出被测试对象的数学模型 一、一阶对象： 利用两点法求取一阶对象模型 响应滞后MV的时间为τ=2s K=(y(∞)-y(0))/3%=(60%-45.3%)/3%=4.85 T=1.5*(t0.632-t0.283)=1.5*(373-167)=309 G=Ke-ts/(Ts+1)=4.85e-2s/（309s+1） 二阶对象 始态：25.5% 终态：15.5% 开环增益：K=(y(∞)-y(0))/△u=（25.5%-15.5%）/3%=3.3 T1+T2=1/2.16*(t1+t2) T1T2/(T1+T2)2=(1.74*t1/t2-0.55) T1=112 T2=45 τ=40s 则G=3.3e-40s/((112s+1)*(45s+1)) 4.2单回路控制系统实验 （1）自行设计控制目标及方案 （2）调整系统处