工业电器与自动化第二版课件教学课件 ppt 作者 陆建国 主编第九单元 计算机控制系统电子教案.ppt

9-5 训练项目 训练步骤： 1.学生分组训练操作站的实时监控画面的调用方法； 2.学生分组训练简单控制系统实时监控操作（包括系统投运、参数整定、系统维护等）； 3.学生分组训练串级控制系统实时监控操作（包括系统投运、参数整定、系统维护等）。 9-5 训练项目 集散控制系统的操作需要在操作员站进行。首先学生应将整个系统供电开机；其次将要操作系统的对应组态软件下载到控制站上；下载成功后，启动组态软件进行操作。 在组态完成编译成功后，就可启动实时监控软件。实时监控软件是对系统进行实时监视、控制操作、数据采集、数据管理的平台。 以浙大中控的一套集散控制试验装置CS2000为范本，进行简单、串级控制系统的组态、投运、参数整定和基本维护方面的工作。 9-5 训练项目 ①上储水槽水位简单控制操作 A、控制原理 闭环反馈单回路液位控制，采用DCS系统控制。当调节方案确定之后，后续工作应整定控制器的参数。一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 9-5 训练项目 B、操作步骤 a、将CS2000实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。 b、打开单相泵、电动调节阀、电磁流量计组成的动力支路至上水箱的出水阀门：阀1、阀4、阀7，关闭动力支路上通往其他对象的切换阀门。 c、打开上水箱的出水阀：阀9至适当开度。 d、启动动力支路电源。 e、启动DCS上位机组态软件，进入主画面，然后进入实验画面。 f、在上位机软件界面用鼠标点击调出PID窗体框，用鼠标按下自动按钮，在“设定值”栏中输入设定的上水箱液位。 9-5 训练项目 C、比例调节控制 a、设定给定值，调整δ参数。 b、待系统稳定后，对系统加扰动信号（在纯比例的基础上加扰动，一般可通过改变设定值实现）。记录曲线在经过几次波动稳定下来后，系统有稳态误差，并记录余差大小。 c、减小δ重复步骤4，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。 d、增大δ重复步骤4，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。 e、选择合适的P，可以得到较满意的过渡过程曲线。改变设定值（如设定值由50％变为60％），同样可以得到一条过渡过程曲线。 f、注意：每当做完一次实训后，必须待系统稳定后再做另一次重试。 9-5 训练项目 D、比例积分调节器（PI）控制 a、在比例调节实验的基础上，加入积分作用，即在界面上设置I参数不为0，观察被控制量是否能回到设定值，以验证PI控制下，系统对阶跃扰动无余差存在。 b、固定比例δ值，改变PI调节器的积分时间常数值Ti，然后观察加阶跃扰动后被调量的输出波形，并记录不同Ti值时的超调量σp。 c、固定Ti于某一中间值，然后改变δ的大小，观察加扰动后被调量输出的动态波形，记录不同值δ下的超调量σp。 d、选择合适的δ和Ti值，使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一条较满意的过程曲线。此曲线可通过改变设定值（如设定值由50%变为60%）来获得。 9-5 训练项目 ②上中储水槽水位串级控制操作 A、设备 CS2000型过程控制实验装置， PC机， DCS控制系统，DCS监控软件。 B、控制原理 液位串级控制系统具有2个控制器、2 个闭合回路和两个执行对象。2个控制器分别设置在主、副回路中，设在主回路的控制器称主控制器，设在副回路的控制器称为副控制器。两个控制器串联连接，主控制器的输出作为副回路的给定量，主、副控制器的输出分别去控制执行元件。主对象的输出为系统的被控制量锅炉夹套温度，副对象的输出是一个辅助控制变量 。 9-5 训练项目 C、操作内容和步骤 a、将CS2000 实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。 b、打开单相泵、电动调节阀、电磁流量计组成的动力支路至上水箱的出水阀门：阀1、阀4、阀7，关闭动力支路上通往其他对象的切换阀门。 c、打开上水箱的出水阀：阀9，打开下水箱出水阀：阀10至适当开度。 d、启动动力支路。 e、启动DCS上位机组态软件，进入主画面，然后进入实验画面。 f、用鼠标按下“点击以下框体调出主控PID参数”按钮，在“CSC10_ex”中的“设定值”栏中输入设定的下水箱液位。按下“点击以下框体调出副控PID参数”按钮。在“副控窗口”中按下“串级”按钮。在“CSC10_in”中的设定P、I、D参数。分别在主控参数和副控参数窗口中反复调整P，I，D三个参数，控制中水箱水位，同时兼顾快速性，稳定性，准确性。 9-5 训练项目 4.报告要求 （1）画出本实验系统的方框图。 （2）通过实验求出输出响应呈4：1 衰减时的主控制器 的参数。 （3）根据扰