文档介绍：综合4 液位串级闭环控制系统
一、实验目的
1. 掌握液位串级过程控制系统的结构及组成原理;
2. 掌握液位串级过程控制系统主、副调节器PID参数的整定方法;
3. 研究调节器有关参数的变化对系统动态性能及静态性能的影响;
4. 掌握KingVIEW工控组态软件的设计方法。
二、实验设备
1. PCSK过程自动化控制系统
2. 监控计算机、KingVIEW工控组态软件软件
三、设计线路图
在复杂的工业过程控制系统中,简单的单回路过程控制系统不能满足性能指标要求时,就要采用复杂的过程控制系统和智能控制策略。液位串级是复杂的过程控制系统,由主、副两个回路组成,每个回路中有各自的调节器和被控对象,即主回路中的调节器称主调节器,被控象为下水槽,作为系统的主被控对象,下水槽的液位为主控制量。副回路中的调节器称副调节器,被控对象为上水槽,为系统副被控对象,上水槽液位为副被控量。
图19 液位串级过控系统方框图
H1
H2
下水槽液位
Out1
主给定SV
智能调节器2
压力变送器2
上水槽液位
智能调
节器 1
控制器
e
-YH2
扰动1
扰动2
Out2
压力变送器1
-YH1
电动执行器1
主回路
副回路
串级控制系统的目的是使系统具有良好的动态性能和稳态性能,确保主被控量的控制质量,实现无差调节。当有扰动出现于副回路时,由于主被控对象的时间常数大于副被控对象的时间常数,因而当主被控量未作出反映时,副回路已作出快速响应,及时地消除了扰动对主被控量的影响。此外,如果扰动作用于主被控对象,由于副回路的存在,使副被控对象的时间常数大大减小,从而加快了系统的响应速度,改善了动态性能。方框图如图19所示,根据图3、4、19自行设计出系统的线路图。
四、实验内容及方法
1. 实验内容
(1) 掌握PID控制算法及P、I、D参数的含义及功能;
(2) 用工程的方法(看曲线,调参数)整定调节器控制规律及PID参数,并观
察PID参数对系统动态、静态性能的影响。
(3) 测取液位串级过程控制系统的动态、静态特性;

(1) 按设计好的线路图接线,确定无误后方可合上电源。
(2) 打开监控计算机,运行KingVIEW工控组态软件,打开“液位串级过程控制系统”实验。
(3) 先设定主、副调节器的控制规律、PID参数。智能调节器1主给定量SV设为100,智能调节器2设定为外给定。打开手动阀1,回水阀1打开50%,启动水泵1并运行系统。在上位监控系统观察液位串级过程控制系统的输出特性。该系统为复杂系统,用工程的方法反复调整PID参数,直到系统动态、静态特性满足要求为止