電動閥支路單容液位控制實驗
一、實驗目的1．了解簡單過控系統的構成。
2．掌握單容液位控制系統調節器參數的整定方法。
3．研究調節器相關參數的變化對系統靜、動態性能的影響。
4．了解P、PI、PD和PID四種調節器分別對液位控制的作用。
二、 實驗設備
1．過程控制綜合實驗裝置—儀表控制模塊
2．計算機及MCGS組態軟件—儀表控制實驗.MCG
3．實驗專用線若干及RS485轉232通訊線一根。
三、 實驗原理
本實驗采用儀表控制,將液位控制在設定高度。根據上水箱液位信號LT1輸出給儀表，智能儀表根據P、I、D參數進行PID運算，輸出信號給電動調節閥，然后由電動閥控制水泵1供水系統的進水流量，從而達到控制設定液位基本恒定的目的。
單容水箱液位過程控制的方塊原理圖：如圖3-1所示
圖3-1 電動閥支路單容液位控制實驗方框圖
四、實驗步驟與內容
1．了解實驗裝置中的對象，流程圖如圖3-2所示。
圖3-2 電動閥支路單容液位控制實驗流程圖
2、接好實驗導線。
在傳感器信號輸出區域，將上水箱信號LT1端口用實驗線連接到智能調節儀I（addr：1） 的 輸入 1-5V 信號輸入端，正負一一對應。
將智能調節儀I的 輸出4-20mA 連接到執行器控制信號輸入區的電動閥輸入信號端口，正負一一對應。
3、使用485轉232通訊線將控制臺右側面的儀表通訊口 “COM2” 與上位機連接。
4、將手動閥門1V1、V3、V4打開，將手動閥門1V2關閉。
5、先打開控制臺左側的總電源開關，按“Start”按鈕啟動設備，再打開儀表電源。
6、運行計算機上儀表控制實驗軟件，選擇系統管理菜單中的用戶登錄，登錄用戶。
7、選擇單回路控制實驗的電動閥支路單容液位控制實驗。
8、如選用儀表控制則點擊“儀表參數”，設置參數，
Addr=1 InP=33 OPt=4-20mA dPt=1
比例系數P=10，積分系數I=40， D=0 Ctl = 2
SCL=0 SCH=30
OPL=0 OPH=100
CF2=0
其余參數不變，參數設置完點擊退出。
9、選擇儀表控制，給定設定值8cm。。
10、在控制臺上打開電動調節閥輸入信號、上水箱輸出信號。
11、在控制臺上打開電動調節閥電源開關、水泵電源開關。
12、待液位平衡后，通過以下方式加干擾：突增（或突減）設定值的大小，使其有一個正（或負）階躍增量的變化。 擾動量為控制量的5％～15％，干擾過大可能造成水箱中水溢出或系統不穩定。加入干擾后，水箱的液位便離開原平衡狀態，經過一段調節時間后，水箱液位穩定至新的設定值，記錄此時的液位設定值，液位的響應過程曲線將如圖3-3所示。
圖3-3 單容水箱液位的階躍響應曲線
13、分別適量改變調節儀的P及I參數，重復步驟10，用計算機記錄不同參數時系統的階躍響應曲線。
14、分別用P、PD、PID三種控制規律重復步驟4～8，用計算機記錄不同控制規律下系統的階躍響應曲線。
六、實驗報告要求
1．畫出單容水箱液位控制實驗的結構框圖。
2．用實驗方法確定調節器的相關參數，寫出整定過程。
3．根據實驗數據和曲線，分析系統在階躍擾動作用下的靜、動態性能。
4．比較不同PI參數對系統的性能產生的影響。
5．分析P、PI、PD、PID四種控制方式對本實驗系統的作用。
七、思考題
1.改變比例度δ和積分時間TI對系統的性能產生什么影響？
八、產品介紹
DB-CG28 集散型過程控制綜合實驗裝置
一、概述：
集散型過程控制綜合實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現代工業生產過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數，對其進行測量、控制，分析過程參數變化特性，研究過程控制規律的教學實驗設備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業用儀器儀表，接近工業實際，使用安全，運行穩定，維護簡單，性價比優越。本裝置集合多種控制方式，再現實際工業現場使用的控制手段，并提供用戶更友好的開發接口。
1、功能：
(1)、集散型過程控制綜合實驗裝置可滿足“自動調節原理”，“過程控制”，“控制儀表”，“自動檢測技術與傳感器”,“計算機”及相關課程的教學實驗需求；
(2)、集散型過程控制綜合實驗裝置可作為有關企業技術人員、儀表操作人員、系統運行監控人員的實習、培訓實驗設備。
2、技術支持：
公司依托浙江大學強大的技術支持，擁有過程控制實驗裝置的自主開發能力。結合控制領域的新理論、新方法，公司將源源不斷研制和創新實驗設備，開發各種先進控制算法，以適應高校教學實驗改革，滿足現代化教育發展的需要，促進向更高層次發展。
公司倡導誠信服務，竭力做好客戶服務和技術支持工作。通過直觀真實的實驗，使學生全面系統地了解過程控制系統的特性，學習掌握控制系統的設計與實現方法。
二、產品結構與特點：
1、外形結構：
（1）、三水箱配置；雙路供水系統。
（2）、實驗柜完全敞開設計，內部器件全部可視，有利直觀教學和維護。
（3）、人性化設計，配有儲水箱，進排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強度。配有實驗專用線的掛線架，取線掛線方便、整潔、美觀。為實驗文明操作提供條件。
（4）、裝置的儀表、部件均選用現代化技術工業級產品，智能化程度高。精度好，規格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業現場知識。為以后走上社會打好結實基礎。
（5）、安全度高，系統配有漏電保護，帶保護套的專用實驗電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動控制等，力求保護人身、設備安全。
（6）、開放度好，在教師指導下，學生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據記錄的實時曲線進行理論分析等。
（7）鍋爐加熱程控保護系統
A、鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統不能控制可控硅調壓器工作。
B、電加熱管電源控制開關采用鑰匙開關，不實驗時，由教師保護放置鑰匙，避免無關人員誤操作。
（8）、電源保護措施
A、加有電流型漏電保護器。
B、三相電源加有保險管，防止斷路。
（9）、電源啟停控制方式；
采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
（10）、漏電保護裝置及安全性和安全承諾；
A、各種電源及各種儀表的可靠的保護功能
B、各種電源及各種儀表的強電采用開關控制，學生不自行接線，不存在強弱電混插的問題。
C、實驗強電接線插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發生。