第四课 上水箱液位P ID 整定实验 安徽化工学校 陶运道 一、 实验目的 1）、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2）、分析分别用 P、PI 和 PID 调节时的过程图形曲线。 3）、定性地研究 P、PI 和 PID 调节器的参数对系统性能的影响。 二、 实验设备 1）、CS2000 型过程控制实验装置、上位机软件、计算机、RS232-485 转换器 1 只、串口线 1根。 2）、万用表一只 三、实验原理 图 4.1 图 4.1 为单回路上水箱液位控制系统。本系统控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用工业智能仪表控制。当调节方案确定之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ 的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数 δ ，Ti 调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在 PI 调节器的基础上再引入微分 D 的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。但是，并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质，对于容量滞后不大，微分作用的效果并不明显，而对噪声敏感的流量系统，加入微分作用后，反而使流量品质变坏。对于我们的实验系统，在单位阶跃作用下，P 、P I、P ID 调节系统的阶跃响应分别如图4.2 中的曲线①、②、③所示。 图4.2 P 、P I 和 P ID 调节的阶跃响应曲线 四、 实验内容和步骤 1、设备的连接和检查： 1）、将 CS 2000 实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。 2）、打开以威乐泵、电动调节阀、孔板流量计组成的动力支路至上水箱的出水阀门，关闭动力支路上通往其他对象的切换阀门。 3）、打开上水箱的出水阀至适当开度。 4）、检查电源开关是否关闭。 2、系统连线如图4.3 所示： 图4.3 上水箱液位PID 参数整定控制接线图 1）、总电源空气开关打在关的位置。 2）、智能调节仪的 220V 的电源开关打在关的位置。 3）、找到 I/O 信号接口板上的上水箱液位的信号...
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