A3000实验参数.docx
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A3000实验参数
注：
智能仪表积分、微分时间单位为：
秒
ADAM模块积分、微分时间单位为：
毫秒
S7-200积分、微分时间单位为：
分钟
涡轮流量计
电磁流量计
实验1单容水箱液位数学模型的测定实验
3、参考结果
单容水箱水位阶跃响应曲线，如图4-2所示：
图4-2单容水箱液位飞升特性
此时液位测量高度184.5mm，实际高度184mm-35mm=149mm。
实际开口面积5.5x49.5=272.25mm²。
此时负载阀开度系数:
。
水槽横截面积：
0.206m²。
那么得到非线性微分方程为（标准量纲）:
。
进行线性简化，可以认为它是一阶惯性环节加纯延迟的系统
实验2双容水箱液位数学模型的测定实验
3、参考结果
双容水箱水位阶跃响应曲线，如图4-4所示：
图4-4双容水箱液位飞升特性
平衡时液位测量高度215mm，实际高度215mm-35mm=180mm。
对比单容实验，双容系统上升时间长，明显慢多了。
但是在上升末端，还是具有近似于指数上升的特点。
明显有一个拐点。
实验3三容水箱液位数学模型的测定实验
3、参考结果
三容水箱水位阶跃响应曲线，如图4-6所示：
图4-6三容水箱液位飞升特性
实验4非线性容积水箱液位数学模型的测定实验
3、参考结果
非线性容积水箱水位阶跃响应曲线，如图4-8所示：
图4-8圆柱倒放单容水箱液位飞升特性
实验5单容水箱容积改变的液位数学模型的测定实验
参考结果
无柱体时单容水箱水位阶跃响应曲线，如图所示。
有柱体时单容水箱水位阶跃响应曲线，如图4-9所示：
图4-9变容积单容水箱液位飞升特性
此时液位实际高度149mm。
与单容实验数据类似，但是上升时间快一些。
实验6测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验
3、参考结果
在细长槽闸板下液位飞升特性如图4-10所示：
图4-10细长槽闸板下液位飞升特性
在反正切线闸板下液位飞升特性如图4-11所示：
图4-11反正切线闸板下液位飞升特性
实验7锅炉与加热器对象数学模型试验
3、参考结果
锅炉加热阶跃响应曲线，如图4-13所示。
可以从50℃作为时间开始，12mA下，近似：
。
从30℃开始，则近似：
。
传递函数为：
图4-13锅炉温度飞升特性曲线
实验8滞后管数学模型实验
3、参考结果
锅炉加热与滞后管一段（最小延迟时间）特性测量曲线，如图4-15所示。
图4-15锅炉加热与一段滞后管特性测量曲线
从曲线可以得到
。
锅炉加热与滞后管两段（最大延迟时间）特性测量曲线，如图4-16所示。
图4-16锅炉加热与两段滞后管特性测量曲线
从曲线可以得到。
尽管两段滞后管是一段的两倍长，但是延迟时间增大很多倍，而且温度下降更多。
延迟时间29.2s，衰减到0.885，T滞后=0.885T（t-29.2）。
4.2简单控制实验
实验9锅炉水温位式控制实验
4、参考结果
设定温度在63℃到65℃之间，由于温度变化非常缓慢，所以需要大约50分钟的实验时间。
温度随时间的数据曲线如图4-18所示。
图4-18锅炉温度位式控制曲线
实验10单容水箱液位控制实验
4、参考结果
单容水箱液位控制实验
ADAM模块：
下闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
7mm。
SP＝10，P=3，I=8000ms，D=0
S7-200：
下闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
7mm。
SP=0.3，P=2,I=5min,D=0
实验11双容水箱液位控制实验
4、参考结果
双容水箱液位控制实验
ADAM:
下闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
7mm,
中闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
11mm,从定性分析，中间水箱的出水口应该比下面的大些，否则可能很难控制。
SP=10,P=3.5,I=200000ms,D=0
S7-200:
中闸板开度16mm，下闸板开度8mm
SP=0.25,P=1,I=5m,D=0
实验12三容水箱液位控制实验
4、参考结果
三容水箱液位控制实验
ADAM:
下闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
7mm,
中闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
11mm。
上闸板顶到铁槽顶距离（开度）:
11mm。
ADAM4000，P=2,I=1000秒，D=2秒，PID控制曲线如图4-26所示。
图4-26三容控制曲线图
从图上可见，该系统的稳定时间非常长，大约1小时。
S7-200:
上闸板10mm，中闸板10mm，下闸板5mm。
SP=0.4,P=4.8,I=20m,D=0.01m
实验13锅炉水温定值控制实验
4、参考结果
PID控制器选择的范例参数为：
P=3，I=100S，D=0，控制曲线如图4-28所示：
图4-28温度控制曲线
S7-200:
SP=0.35,P=4,I=80m,D=0
实验14换热器水温单回路控制实验
4、参考结果
ADAM:
SP=11,P=4,I=200000ms,D=0
S7-200:
SP=0.35,P=-5,I=80m,D=0
实验15调节阀流量控制实验
4、参考结果
ADAM:
P=4，I=100000ms，小数值D的影响不大。
控制曲线如图4-33所示。
S7-200:
P=3,I=4m,
实验16联锁控制系统实验
4、参考结果
PID控制器选择的范例参数为：
P=3，I=100S，D=0，
4.3复杂控制系统
实验17串级控制实验
4、参考结果
副回路P参数设置：
ADAM4000模块P=4
主回路PID参数设置：
P=3.5，I=100s。
系统平衡所需要的时间10分钟。
系统平衡所需要的时间不超过3分钟。
可见串级控制对于副回路内的扰动，可以快速平衡。
S7-200:
中闸板9.5mm，下闸板8mm。
SP=0.45,
主回路：
P=2,I=2.4m,D=0.01m。
副回路：
P=2,I=10000m,D=0
实验18比值控制系统实验
4、参考结果
ADAM4000模块P=5、I=200000ms、D=0
S7-200：
P=3,I=100m
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