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PAGE PAGE 12 过程控制综合实验报告 目录 1、流量比值控制系统 2 2、液位和进口流量串级控制 5 3、流量-液位前馈反馈控制 9 1 流量比值控制系统 1.1 流量比值控制系统描述 流量比值控制系统控制流程图如图1.1所示： 图1.1 流量比值控制流程图 流量比值控制测点清单如表1.1所示: 表1.1流量比值控制控制测点清单 序号 位号或代号 设备名称 用途 原始信号类型 工程量 1 FT-101 1#流量计 测量管路1流量 4～20mADC AI 0-3m3/h 2 FT-102 2#流量计 测量管路2流量 4～20mADC AI 0-3m3/h 3 U-101 变频器 频率控制，手动控制1#流量 2～10VDC AO 0～100％ 4 FV-101 调节阀 控制跟踪的流量 2～10VDC AO 0～100％ 水介质一路（简称为I路）由泵P101（变频器驱动，手动控制作为给定值）从水箱V104中加压获得压头，经电磁阀XV-101进入V103，水流量可通过变频器或者手阀QV-106来调节；另一路（简称为II路）由泵P102从水箱V104加压获得压头，经由调节阀FV-101、水箱V103、手阀QV-116回流至水箱V104形成水循环，通过调节阀FV-101调节此路的水流量；其中，I路水流量通过涡轮流量计FT-101测得， II路水流量通过电磁流量计FT-102测得。本题为比值调节系统，调节阀FV-101为操纵变量，FT-102的测量值与FT-101的测量值经除法器运算后结果作为FTC-101的测量值，FT-102是被控变量。 1.2 控制算法和编程 这是一个单闭环流量比值控制系统，流量计FT-101流量与流量计FT-102成比例控制，如图1.2所示。 FT FT 102 2# 调节阀FV101 FT 101 比值器 调节器 Q2 Q1 1# 图1.2 比值控制系统原理图 SP PV MV 1.3 操作过程和调试 编写控制器算法程序，下装调试；编写测试组态工程，连接控制器，进行联合调试。 2、在现场系统上，打开手阀QV-102、QV-105，QV115，QV106，电磁阀XV101直接打开（面板上DOCOM接24V，XV101接GND）。 3、在控制系统上，将支路1流量变送器（FT-101）输出连接到控制器AI1，将支路2流量变送器（FT-102）输出连接到控制器AI0，变频器控制端连接到AO0，调节阀FV-101控制端连接到AO1，且变频器手动控制。 4、打开设备电源，包括调节阀电源，变频器电源，变频器设为外部信号操作模式。 5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆，启动控制系统。 6、启动计算机，启动组态软件，进入测试项目界面。启动调节器，设置各项参数，将调节器切换到自动控制。 7、启动水泵P102。 8、设置PID控制器参数，可以使用各种经验法来整定参数，这里不限制使用的方法。具体可以参考2.4节。 1.4 实验结果及记录 流量比值控制曲线如图1.3所示，比值系数3，P=24，I=2.5秒。 图1.3 流量比值控制曲线 2 液位和进口流量串级控制 2.1 液位和进口流量串级控制描述 液位和进口流量串级控制流程图如图2.1所示： 图2.1 液位和进口流量串级控制流程图 液位和进口流量串级控制测点清单如表2.1所示： 表2.1 液位和进口流量串级控制测点清单 序号 位号或代号 设备名称 用途 原始信号类型 工程量 1 FT-102 2#流量计 测量管路2流量 4～20mADC AI 0-3m3/h 2 LT-103 V103液位变送器 测量液位 4～20mADC AI 0-2.5kPa 3 FV-101 调节阀 控制流量 2～10VDC AO 0～100％ 水介质二路（II路）由泵P102（工频）从水箱V104中加压获得压头，经流量计FT-102、电动阀FV-101、水箱V-103、手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环，负荷的大小通过手阀QV-116来调节；其中，水箱V103的液位由液位变送器LT-103测得，给水流量由流量计FT-102测得。本例为串级调节系统，调节阀FV-101为操纵变量，以FT-102为被控变量的流量控制系统作为副调节回路,其设定值来自主调节回路――以LT-103为被控变量的液位控制系统。 以FT-102为被控变量的流量控制系统作为副调节回路――流量变动的时间常数小、时延小，控制通道短，从而可加快提高响应速度，缩短过渡过程时间，符合副