过程控制工程实验二报告.docVIP

北京化工大学 实验报告 课程名称：过程控制工程 实验日期：2014年3月17日 班级：自控1104班 学生姓名：唐付林，苏雍贺，张瑞林 实验名称 对象特性测试实验 实验目的 了解建立对象模型的意义，掌握通过测试对象特性获得对象参数的基本方法，学习开环测试对象参数和处理数据的基本技能。 实验设备 A3000过程控制装置，通讯网络及PC机系统，工业监控组态软件。实验设备主要由三部分构成：现场设备（框架）部分；电气控制柜部分（控制器、信号模块及信号连接部分）；计算机、监控软件及通讯部分。 实验内容 构建对象测试的实验方案： △确定对象，实验连线，测试运行准备； △启动设备及计算机，运行监控软件； △进行实验操作，记录实验过程曲线数据，获取数据文档； △发送到自己邮箱或取走数据； △在得到实验指导老师同意后，关闭实验设备，收拾好实验现场后离开。 五，操作步骤及调试 选择正确的管路 将LT103接到PID1的输入端PV，将LT102接到PID2的输入端PV1，然后将控制器1输出MV接到FV101的输入端。 闭合配电柜上的单向开关，给系统上电。 启动组态王软件，点击“VIEW”，选择“智能仪表”实验项目，进入“百特仪表对象特性实验”界面。先点击PID控制图标，将控制器置为“手动”。 先设定FV101控制控制量为60%左右，启动泵P102，向水箱V102、V103注水。 观察V102，待积累到一定液位50%，改变FV101控制量为50%；直至液位稳定。记录中下水箱的液位。 改变FV101控制量为40%，观察记录两个液位随时间变化的数据，在图中读出液位稳定后的高度值和过渡过程时间。 将FV101控制量改回到50%,等待系统稳定。注意比较两次液位的变化过程和结果是否相同。记录图中液位稳定后的高度值和过渡过程时间。 重复步骤7、8，但FV101是反向变化10%，待系统稳定后在变回到原处。 实验完成后，点击进入报表，修改设定，点击存储数据。 实验结果处理 理论建模和实验测试。理论建模的方法已在自控原理课程介绍。本实验采用的是实验测试的开环测试方法。该方法适应于现场应用，测试时间短，数据处理简单；缺点是精度不高，易受干扰和仅适用于自衡对象。 2、对象响应曲线 3、归一化处理：使用线性函数转换（y=(x-MinValue)/(MaxValue-MinValue) 从实验曲线数据中，分别计算一阶对象、二阶对象的模型参数K，T，τ： 一阶对象：选取MV从50%到60%对象输出响应 =0.05； T=104秒； τ=14秒 二阶对象：选取MV从40%到50%对象输出响应 =0.0135 t1=108秒 t2=246秒 t1/t2=0.44 T1+T2=(t1+t2)/2.16 =(1.74*t1/t2-0.55) 故：T1=51秒，T2=113秒 τ=42秒 通过分析对象的响应曲线，可以近似得到对象的传递函数，但是由于对象的非线性严重，得到的响应曲线干扰严重，从而使实验结果误差较大。 因为系统使用了仪表，因此数学模型与仪表精度有关，同时与出水阀开度大小有关。此外，数学模型的精度和放大系数k、时间常数T以及纯滞后时间都有关系。 （参数以分钟单位） 一阶对象 响应曲线 二阶对象 总结：通过将仿真曲线与实际曲线比较，有数学模型计算出来的参数误差较大。总体而言（由于单位不一致），实际曲线与仿真曲线跟踪的效果大致差不多，二阶对象比一阶对象跟踪效果好。 8、如果一开始进水阀门开度水箱出口闸板开度，那么系统将永远无法达到平衡。同时水箱出口闸板开度液位达到设定值所需时间长短，故闸板开度影响时间常数T。