自动控制系统综合实验报告.docx
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自动控制系统综合实验报告
综合实验报告
（2016--2017年度第1学期）
名称：
控制系统综合实验
题目：
水箱水位控制系统
院系：
班级：
学号：
学生：
指导教师：
设计周数：
1周
成绩：
日期：
2017年1月5日
《控制系统》综合实验
任务书
一、目的与要求
本综合实验是自动化专业的实践环节。
通过本实践环节，使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。
培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。
1．了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。
2．学会数字控制器组态方法。
3．掌握控制系统整定方法，熟悉工程整定的全部容。
二、主要容
1．熟悉紧凑型过程控制系统，并将系统调整为水位控制状态。
2．对数字控制器组态。
3．求取对象动态特性。
4．计算调节器参数。
5．调节器参数整定。
6．做扰动实验，验证整定结果。
7．写出实验报告。
三、进度计划
序号
实验容
完成时间
备注
1
学习Burkert1110型数字工业控制器的功能与操作
1天
2
学习了解紧凑过程控制系统的设备与元件以及实验容
1天
3
查阅资料，确定水位系统数学模型的结构和参数辨识的方法
0．5天
4
查阅资料，确定水位系统PID控制器整定方法
0．5天
5
作水位系统实验求取数学模型，整定PID参数，并验证整定结果
1天
6
整理打印实验报告
1天
四、实验成果要求
完成实验报告，实验报告包括：
1．实验目的
2．实验设备
3．实验容，必须写出参数整定过程，并分析控制器各参数的作用，总结出一般工程整定的步骤。
4．实验总结，此次实验的收获。
以上容以打印报告形式提交。
五、考核方式
根据实验时的表现、及实验报告确定成绩。
学生：
指导教师：
2017年1月4日
一、课程设计的目的与要求
本综合实验是自动化专业的实践环节。
通过本实践环节，使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。
培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。
通过此次实验，学生应达到以下的基本要求：
1.了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。
2.了解压力控制系统的实际结构及各环节之间的关系。
3.学会数字控制器组态方法。
4.掌握控制系统整定方法，熟悉工程整定的全部容。
二、设计正文
1、实验设备
紧凑型过程控制系统；
上位机。
2、对数字控制器组态
（1）打开控制器电源，等待约十秒钟，控制器处于正常状态。
（2）控制器组态
同时按控制器“选择”键和“确认”键持续五秒，控制器进入组态界面，显示组态菜单。
如果显示“serial”，则说明控制器由上位机控制，需通过“选择”键选“local”项并由“确认”键确认，显示屏才显示主菜单的“StruMenu”项；如显示主菜单的“StruMenu”项，则可直接组态。
组态容如下表（没标数值的参数可由“确认”键直接确认）：
主
菜单
Structure
结构
Input1
输入1
Controller
控制器
Output
输出
AddMenu
附加菜单
End
结束
子菜单
Standard
标准
0-20mA
信号类型
√：
no
开方函数
PVh：
340
显示上限
PV1：
-199.9
显示下限
SPh：
180
给定值上限
SP1：
0
给定值下限
Al：
abs
报警方式
PV+：
180
报警上限
PV-：
0
报警下限
Hy：
1.0
报警滞后
Fg1：
20
滤波器频率
Kp1：
放大倍数
Tr：
积分时间
Td：
0
微分时间
Pdb：
0.01
死区
CO0：
工作点
Contin.
连续信号
0-10V
信号类型
COh：
100
操作值上限
CO1：
0
操作值下限
Inv：
no
控制器反作用
Seria:
remote
串口
Bd:
9600
波特率
Par:
even
奇偶校验
Adr:
0001
口地址
End
附加菜单结束
3、求取对象动态特性
（1）打开上位机，进入到InTouch过程控制系统测量监控界面。
（2）手动状态时，设Y=55（执行器输出55%），观察水位输出曲线。
（3）当水位趋势平稳时（可能会有小的波动），加入幅度为15的阶跃值（Y=70），观察水位输出曲线。
（4）待水位趋势平稳后，点击“历史趋势”按钮，转至历史趋势画面。
点击“实时”按钮显示整个过程曲线。
（5）将阶跃扰动下的上升曲线按点描绘在坐标纸上。
求取对象动态特性参数，小数点保留一位。
图一阀门开度从55到70过程中对象的变化曲线
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