过实验我们更加清楚地明白了这个系统的操作与原理。这次实验同上次相比熟悉了很多操作，虽然比上次的复杂，但是学习到了很多，较好的实践了老师课堂上讲的理论，使理论实践化，在理论指导实际操作的同时又加深了对理论知识的理解，可谓一举两得。但试验中对一些操作的不熟悉，导致了时间用的多，但是坚信，越来越多的练习，才会有越来越熟练的操作。孰能生巧。
实验7 串级控制实验
串级试验包括液位串级控制和换热器串级控制实验。这里介绍液位串级。液位比温度实验好做得多。
第一个动力支路 引入干扰 中水箱V103 输入值 LT LIC 102 102 给定值 输出值
下水箱V104 LT 103 LIC 101 给定值
水泵 图1 液位串级控制实验
串级控制系统框图如图2所示。
+ 给定值 X -
主调节器 LIC101 X - 副调节器 LIC102 副回路干扰 调节阀 FV101 水泵 P101 主回路干扰 下水箱液位 中水箱液位LT102 下水箱液位LT103 中水箱液位F101 LT103 图2液位串级控制系统框图
各个回路独立调整结束，使得主调节器输出与副调节器给定值相差不是太远。我们利用前面的实验中的PID数据。而副控制器只进行P调节。
副回路对V103液位进行控制，这个反应比较快，副回路的控制目的是很快把流量控制回给定值。可以通过另一个动力支路加入部分液位干扰。
主回路对V104液位进行控制，由于控制经过了V103，时间延迟比较大。可以在V104中加入主回路干扰，要平衡这个干扰，则需要经过流量调整，通过V103来平衡这个变化。
测量或控制量 LT102 LT103 调节阀 测量或控制量标号 使用PID端口 使用ADAM端口 TT104 FT102 FV101 AI1 AI0 AO0 AI1 AI0 AO0
1、实验方案
被调量为调节阀开度，控制目标是水箱V104液位。 首先实现副回路的控制，主要目的获得P参数，通过测量液位，控制调节阀，使得V104保持到给定值。如果已经进行了V103的单容定值实验，则该步可以不做。
然后实现主回路的控制，通过测量V104液位，然后控制调节阀，从而也使得V104液位尽量保持到给定值。
然后进行两个控制回路的连接，把主回路的输出连接到副回路的给定值。从而形成串级控制。注意尽量无扰切换。
2、控制策略
使用两个PID调节。副回路调节器只比例控制。 3、实验步骤：
1) 在A3000-FS上，打开手动调节阀JV201、JV205，调节中水箱、下水箱闸板具有一
定开度，其余阀门关闭。
2) 按照列表进行连线。或者按如下操作：在A3000-CS上，将中水箱液位（LT102）连
到内给定调节仪输入端，输出端连接到电动调节阀（FV101）输入端。 3) 在A3000-FS上，启动右边水泵（P102），给中水箱V103注水。 4) 首先进行副回路比例调节，获得P值。 5) 切换至单主回路控制状态：断开中水箱液位与内给定调节仪的连线，将下水箱液位连
到内给定调节仪输入端。调整主控制回路（调节P、I值即可），对主控制器或调节器进行工作量设定。
6) 关闭阀门JV205，当中水箱液位降低2cm高度，打开阀门，观察控制曲线。
7) 切换到串级控制状态（此时最好无扰动）：将中水箱液位连到外给定调节仪输入端，
内给定调节仪输出端连接到外给定调节仪的外给定端子，外给定调节仪的输出连接到调节阀。重复第6步。改变给定值，记录控制曲线。
4、参考结果
副回路P参数设置：ADAM4000模块P=4
主回路PID参数设置：P=3.5，I=100s。 单主回路加扰动后控制曲线如图3所示。
图3 单主回路加扰动后控制曲线
系统平衡所需要的时间10分钟。 串级控制曲线如图4所示。
图4串级控制曲线
系统平衡所需要的时间不超过3分钟。可见串级控制对于副回路内的扰动，可以快速平衡。
实验8 比值控制系统实验
电磁流量计流量与涡轮流量计比值控制实验，可以与“随动系统”和“串级系统”进行比较。
测量与控制端连接表
测量或控制量 测量或控制量标号 使用PID端口 使用ADAM端口 电磁流量计 涡轮流量计 调节阀
FT 101 FT102 FT101 FV101 AI0 AI1 AO0 AI0 AI1 AO0 调节仪 比值器 1# FT 102 Q1
调节阀FV101 2# 图1 比值控制系统原理图
Q2
如果进行常规PID仪表实验，比值器通过内给定智能PID调节器实现。把微分，积分调节取消。就是一个比值器。注意调节器比例带是P调节中的比例系数求反。AI0为第一个内给定调节仪输入。显示范围可以是4-20mA，则给定值4 mA；也可以是（工程量）0-1.2，也可以是0-100百分比，那个给定值就是0。 在第一个调节仪作为比值器使用之前，请切换到手动，设置输出为4 mA，然后切换到自动状态。
如果把P简单看成比例，那么可以控制两个流量的百分比相等。(注意水泵提供的流量占电磁流量计最大的50%，所以电磁流量计不能超过该数值。
如果要准确到流量成比例，只需要在原来的P值修正两个流量计的最大值之比就行。例如：涡轮流量计百分比：电磁流量计百分比=1：P，那么实际流量比就是1.2：3P。
外给定的调节仪输入为FT101，给定值为第一个调节仪（作为比值器）的输出。输出控制电动调节阀。
1、实验方案
被调量为调节阀开度，控制目标是水流量，通过两个流量不同比例下的比较，然后输出控制值到调节阀。实行PID控制，看控制效果，进行比较。
2、控制策略
使用PID调节。 3、实验步骤：
1) 在A3000-FS上，打开手动调节阀JV104、JV103、JV201、JV206及电磁阀XV101
（直接加24V到控制端），其余阀门关闭。 2) 打开A3000电源。
3) 在A3000-FS上，启动左边水泵（P101），右边水泵（P102）。（也可以启动变频器
控制）。
4) 在A3000-FS上，通过调节变频器或调节手阀JV103开度，从而设定涡轮流量计（FT101）
的流量固定，例如0.5m3/h。
5) 按照测量与控制端连接表连线：在A3000-CS上，将电磁流量计（FT102）的输出连
接到AI0，输出端AO0连接到电动调节阀（FV101）；涡轮流量计（FT101）的4～20mA输出信号连接到AI1。 6) 对控制器或调节器进行设定。
7) 改变比值器的比例值（如果是调节仪就是比例度P）给定值，记录控制曲线。
4、参考结果
常规智能仪表控制P=30、I=100S、D=2S 控制曲线如图2所示。
图2比值控制实验