北京科技大学
自动化生产线实训
实验报告
班 级： 自1103 姓 名： 高云峰 学 号： 41151092 指导教师： 阎群 日 期： 2014 年 5 月 5 日
北京科技大学自动化学院 自动化生产线实训实验报告
目 录
目 录........................................................................................................................... i 1系统概述 .................................................................................................................... 1
1.1实验对象 ......................................................................................................... 1
1.1.1系统简介 .............................................................................................. 1 1.1.2系统基本技术指标 .............................................................................. 1 1.1.3对象系统介绍 ...................................................................................... 1 1.1.4系统主体结构介绍 .............................................................................. 2 1.2上位机软件 ..................................................................................................... 3 1.3下位机 ............................................................................................................. 4
1.3.1控制器为S7-200的配电 ..................................................................... 4 1.4实验任务与目的 ............................................................................................. 5 1.5分组情况 ......................................................................................................... 5 2单容水箱建模 ............................................................................................................ 6
2.1建模方法概述 ................................................................................................. 6
2.1.1 机理建模 ............................................................................................. 6 2.1.2 实验方法建模 ..................................................................................... 6 2.1.3 对象模型的影响因素分析 ................................................................. 7 2.2阶跃响应法建模 ............................................................................................. 7
2.2.1 理论基础 ............................................................................................. 7 2.2.2 实验步骤 ............................................................................................. 8 2.2.3模型建立 ............................................................................................ 10 2.2.4 结果分析 ........................................................................................... 11 3 Matlab仿真实验 ...................................................................................................... 12
3.1实验建模： ................................................................................................... 12
3.1.1作图法建模 ........................................................................................ 12 3.1.2计算法建模 ........................................................................................ 12 3.2基于matlab的PID整定 ............................................................................... 14 4单容水箱PID控制 ................................................................................................... 17
4.1液位控制 ....................................................................................................... 17
4.1.1实验原理 ............................................................................................ 17 4.1.2实验步骤 ............................................................................................ 18 4.1.3结果分析 ............................................................................................ 21 4.2流量控制（选做） ....................................................................................... 21
4.2.1实验原理 ............................................................................................ 21 4.2.2实验步骤 ............................................................................................ 22 4.2.3结果分析 ............................................................................................ 26
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北京科技大学自动化学院 自动化生产线实训实验报告
4.3压力控制（选做） ....................................................................................... 26
4.3.1实验原理 ............................................................................................ 26 4.3.2实验步骤 ............................................................................................ 27 4.3.3结果分析 ............................................................................................ 31 5实训总结 .................................................................................................................. 32
5.1 目标，过程，结果等分析 .......................................................................... 32 5.2对实训的收获，要求和建议 ....................................................................... 32 6选作内容 .................................................................................................................. 34
6.1流量液位串级控制系统 ............................................................................... 34
6.1.1实验原理 ............................................................................................ 34 6.1.2实验步骤 ............................................................................................ 35 6.1.3结果分析 ............................................................................................ 43
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北京科技大学自动化学院 自动化生产线实训实验报告
1系统概述
1.1实验对象 1.1.1系统简介
A1000小型过程控制实验系统其实就是一个水箱控制系统，通过对手阀的调节可以形成单容、双容、三容水箱控制系统，并能进行相关的实验。本系统使用了西门子的S7-200PLC实现控制功能，同时使用组态王软件编写相应程序对该系统进行实时监控。因此本系统非常适合学习组态软件、控制系统调节以及控制器编程，也非常适合于进行算法研究。
图1 A1000小型过程控制实验系统
1.1.2系统基本技术指标
系统尺寸：510mm(长度)*400mm（宽度）*565mm（高度）。
桌子尺寸：660mm(长度)*560mm（宽度）*610mm（不含轮子高度）。轮子高度80mm左右。
重量：18公斤左右（无水时），38公斤左右（装满水）。 供电：24V，3A。 供水：纯净水20公斤。 1.1.3对象系统介绍
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