PID液位控制系统单回路反馈样本.doc

过程控制实验报告学院：学号：姓名：实验指引教师：日期：TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc13898一、实验规定与简介PAGEREF_Toc138983HYPERLINK\l_Toc817二、控制原理PAGEREF_Toc8174HYPERLINK\l_Toc18628三、实验设备详细简介6四．实验过程调试……………………………………………………..15五．单回路控制系统……………………………………………………16六．课程总结…………………………………………………………..16实验规定与简介规定：设计液位控制系统，运用实验室过程控制设备构建单回路PID液位控制系统。理解设备构造框架，学习对象模型建立办法和技术、PID参数整定技术、自动化仪表选取有关技能。依照实验条件和系统配备拟定实验过程性能指标。综合考虑抗干扰问题、系统稳定性问题、动态性能、稳态偏差等，对实验成果进行分析。实验目的如下：理解实验设备，可以依照实物画出系统框图；理解和掌握P909自动化仪表应用场合和用法；熟悉PID参数整定技术，在实验中对的运用，分析参数整定作用和效果；熟悉液位控制系统中各种自动化测量点、调节阀有关技术参数；实现单回路液位控制，有基本系统调节能力。液位自动控制在工业生产领域应用非常普遍，就控制系统自身而言，其具有压力传感器、计算机与采集板构成控制器、执行器（水泵）、控制对象（水箱）等。本次实验重要任务是理解一种完整液位系统构成、构成液位控制系统各个部件工作原理及连接方式、工业上离散控制系统通信原则、熟悉p909仪表操作并实现单回路液位控制，有基本液位调节能力。液位系统构造图：整个系统重要有水泵、电磁阀、传感器、水箱构成。由水泵供水，电动阀调节流速（实验系统中还具有手动调节阀）通过两个入水口进入水箱，在通过一种出水口进入排水箱，之因此用两个入水口是考虑到进水会带来液位波动从而给控制器控制带来困难因此通过两个入口从底部进水，但虽然减少了液位波动但也导致了某些负面影响：入水管中压强会随着液位上升而变大，在实际成产中也许会导致事故。安顿在系统中传感器将系统状态（温度，水箱液位，入水管压强）通过电流形式上传给上位机，通过控制器计算再输出电流控制执行器，如：电动阀开度，加热器等从而达到系统反馈控制。传感变送系统传感器：压力传感器：测量液位高度用压力传感器为集成压力传感器，通过内部电路将压力信号转化为4~20mA原则信号传送给控制器P909。传感器安装在容器底部，传感器信号传送至P909。二．控制原理控制系统框图：本系统使用是PID控制，但PID控制器参数与系统所处稳态工况关于。一旦工况变化了，控制器参数“最佳”值也就随着变化，这就意味着需要适时地整定控制器参数。但PID参数复杂繁琐整定过程始终困扰着工程技术人员。因而研究PID参数整定技术具备十分重大工程实践意义。在实时控制中，普通规定被控过程是稳定，对给定量变化可以迅速跟踪，超调量要小且有一定抗干扰能力。普通要同步满足上述规定是很困难，但必要满足主要指标，兼顾其他方面。参数选取可以通过实验拟定，也可以通过试凑法或者经验数据法得到。PID参数整定办法：1用试凑法拟定PID控制器参数试凑法就是依照控制器各参数对系统性能影响限度，边观测系统运营，边修改参数，直到满意为止。一般状况下，增大比例系数Kp会加快系统响应速度，有助于减少静差。但过大比例系数会使系统有较大超调，并产生振荡使稳定性变差。减小积分系数KI将减少积分作用，有助于减少超调使系统稳定，但系统消除静差速度慢。增长微分系数KD有助于加快系统响应，是超调减少，稳定性增长，但对干扰抑制能力会削弱。在试凑时，普通可依照以上参数对控制过程影响趋势，对参数实行先比例、后积分、再微分环节进行整定。（1）比例某些整定。一方面将积分系数KI和微分系数KD取零，即取消微分和积分作用，采用纯比例控制。将比例系数Kp由小到大变化，观测系统响应，直至速度快，且有一定范畴超调为止。如果系统静差在规定范畴之内，且响应曲线已满足设计规定，那么只需用纯比例调节器即可。（2）积分某些整定。如果比例控制系统静差达不到设计规定，这时可以加入积分作用。在整定期将积分系数KI由小逐渐增长，积分作用就逐渐增强，观测输出会发现，系统静差会逐渐减少直至消除。重复实验几次，直到消除静差速度满意为止。注意这时超调量会比本来加大，应恰当减少一点比例系数KP。（3）微分某些整定。若使用比例积分（PI）控制器经重复调节仍达不到设计规定，或不稳定，这时应加入微分作用，整定期先将微分系数KD从零逐渐增长，观测超调量和稳定性，同步相应地微调比例系数KP、积分系数KI，逐渐使凑，直到满意为止。2扩充临界比例度法这种办法合用于有自平衡被控对象，是模仿系统中临界比例