控制 装置 智能 仪表 输入 仪表输入端AI0+、AI0-连接支路1流量输出端即电磁流量计的流量 输出 仪表的输出端AO0+、AO0-连接变频器的控制信号输入端 2．系统连线，本设备有智能仪表、西门子PLC及由研华模块组成的DDC等三套控制装置，可以组成三中不同的控制系统，本次实验时我们可任选其一，如果选择智能仪表控制系统，则只需将智能仪表的I/O口与对象的传感器、执行器端口相连即可，具体接线请参考表3-7和该节附录的图片。开启控制柜电源和相关控制器的电源。
3．启动电脑，在C:\\CH_KY_GONGCHENG\\Wincc_pro下选择进入相应的Wincc组态工程文件夹，选中
图标打开，进入Wincc资源管理器，将其激活即可
进入监控系统，针对步骤2所述的三个不同的控制系统，上位机有三个独立组态工程与之对应，做实验时只需选择与所选控制系统相对应得组态工程打开即可。 注意：1）智能仪表系统退出后，一定要手动将桌面右下脚的任务管理器中仪表
OPC服务器退出此时需输入密码“xmyd”，否则再打开别的系统工程时会导致通讯异常。
2）智能仪表的相关参数设置见附录表一。
4、在实验目录中选择“实验十 变频器支路流量定值控制系统”，根据用阶跃响应曲线法求得的K、T和τ，查本章中的表四确定PI调节器的参数δ和周期Ti。
5、设置流量的给定值后，先手动输出（30%—80%），等流量Q趋于给定值，把调节器由手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。
6、当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增加5%～15%），观察并记录系统的输出响应曲线。
7、通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。用计算机记录此时系统的动态响应曲线。
五、实验报告
1．用实验方法整定PI调节器的参数。
2．作出比例P控制时，不同δ值下的阶跃响应曲线，并记下它们的余差ess。 3．比例积分调节器（PI）控制
(1) 在比例调节控制实验的基础上，加上积分作用“I”，即把“I”（积分）设置为一参数，根据不同的情况，设置不同的大小。观察被控制量能否回到原设定值的位置，以验证系统在PI调节器控制下，系统的阶跃扰动无余差产生。
(2) 固定比例P值（中等大小），然后改变调节器的积分时间常数TI值，观察加入阶跃扰动后被调量的输出波形和响应时间的快慢。
(3) 固定TI于某一中等大小的值，然后改变比例度δ的大小，观察加阶跃扰动后被调量的动态波形和响应时间的快慢。
4．分析δ和TI值改变时，各给系统动态性能产生什么影响。
六、思考题
1．消除系统的余差为什么采用PI调节器，而不采用纯积分器？
2．为什么本系统调节器参数的整定要用阶跃响应曲线法，而不用临界比例度法和阻尼振荡法？
实验三 锅炉水温定值控制系统
一、 实验目的
1． 了解单回路温度控制系统的组成与工作原理。
2． 研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对温度系统的控制作用. 3． 了解PID参数自整定的方法及参数整定在整个系统中的重要性。
二、 实验设备
1．TkJ-2型高级过程控制系统实验装置
2．计算机及组态软件、RS232-485转换器1只、串口线1根 3.万用表 1只
三、实验原理
图3-17 锅炉水温控制系统的结构示意图
图3-17为锅炉水温定值控制系统的结构示意图。模拟锅炉主要是模拟工业生产过程中的实际锅炉的加热容器，其控制任务就是在电加热丝不断加热的过程中保持锅炉的水温不变，即控制锅炉水温等于给定值，但实验进行前必须先通过电动调节阀支路（变频器支路）给锅炉打水,当水位上升至适当高度才开始加热，并在加热过程中不再加水。
锅炉水温的定值控制系统中，其参数的整定方法与其它单回路控制系统一样，但由于加热过程容量时延较大，所以其控制过渡时间也较长。
图3-18 锅炉水温控制系统的方框图
五、实验内容与步骤
1、按图3-17所示打开阀QV-115、QV-111、QV-211、QV-112，其它阀门关闭 、启动变频器（用面板操作）给锅炉打水约1/2至2/3，然后关闭变频器。
表3-8
控制 输入 装置 智能 仪表输入端AI0+、AI0-连接锅炉内仪表 温度输出端 输出 仪表的输出端AO0+、AO0-连接加热器调压控制信号输入端 2、系统连线，本设备有智能仪表、西门子PLC及由研华模块组成的DDC等三套控制装置，可以组成三中不同的控制系统，本次实验时我们可任选其一，如果选择智能仪表控制系统，则只需将智能仪表的I/O口与对象的传感器、执行器端口相连即可，具体接线请参考表3-8和该节附录的图片。开启控制柜电源和相关控制器的电源。
3．启动电脑，在C:\\CH_KY_GONGCHENG\\Wincc_pro下选择进入相应的Wincc组态工程文件夹，选中
图标打开，进入Wincc资源管理器，将其激活即可
进入监控系统，针对步骤2所述的三个不同的控制系统，上位机有三个独立组态工程与之对应，做实验时只需选择与所选控制系统相对应得组态工程打开即可。 注意：1）智能仪表系统退出后，一定要手动将桌面右下脚的任务管理器中仪表
OPC服务器退出此时需输入密码“xmyd”，否则再打开别的系统工程时会导致通讯异常。
2）智能仪表的相关参数设置见附录表一。
4．在实验目录中选择“实验十一 锅炉特性水温定值控制系统”， 按阶跃响应曲线法，确定PI调节器的参数δ和TI，并整定之。
6．设置好温度的给定值和PID参数，先手动输出（80%），通过三相移相调压模块给锅炉内胆加热,等锅炉水温趋于给定值且不变后，把调节器由手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。
7、当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增加5%～15%），观察并记录系统的输出响应曲线。
8、通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。用计算机记录此时系统的动态响应曲线。
9．如图3-17所示，打开阀门QV-114关闭阀门QV-115,启动变频器（面板操作）使锅炉中热水处于循环散热状态，再重复上述实验步骤6—8。
六、实验报告
1． 用实验方法整定PI调节器的参数.
2．作出比例P控制时，不同δ值下的阶跃响应曲线，并记下它们的余差ess。
3．比例积分调节器（PI）控制
(1) 在比例调节控制实验的基础上，加上积分作用“I”，即把“I”（积分）设置为一参数，根据不同的情况，设置不同的大小。观察被控制量能否回到原设定值的位置，以验证系统在PI调节器控制下，系统的阶跃扰动无余差产生。
(2) 固定比例P值（中等大小），然后改变调节器的积分时间常数TI值，观察加入阶跃扰动后被调量的输出波形和响应时间的快慢。
(3) 固定TI于某一中等大小的值，然后改变比例度δ的大小，观察加阶跃扰动后被调量的动态波形和响应时间的快慢。
4．分析δ和TI值改变时，各给系统动态性能产生什么影响。
七、思考题
1、消除系统的余差为什么采用PI调节器，而不采用纯积分器？
2、在温度控制系统中，为什么用PD和PID控制，系统的性能并不比用PI控制有明显地改善？