嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告
班级：082班 座号： 姓名 成绩： 课程名称：过程控制工程 实验项目：上水箱液位和流量串级系统
一、实验目的：
通过实验掌握串级控制系统的基本概念，掌握串级控制系统的组成结构，即主被控参数、副被控参数、主调节器、副调节器、主回路、副回路。 通过实验掌握串级控制系统的特点、串级控制系统的设计，掌握串级控制主、副控制回路的选择。掌握串级控制系统参数整定方法，并将串级控制系统参数投运到实验中。 二、实验设备： 水泵Ⅰ、压力变送器、变频器、牛顿模块（输入、输出）、上水箱液位变送器、流量计、调节阀。 V3水箱????H水箱计算机Q内控外控MITSUBISHI IV水 箱2D1图5-4-a 上水箱液位和流量串级控D制（计算机）流程PID设定1PID设定2调节阀流量主参数液位SPPV2PV流量变送器QH液位变送器图5-4- b 上水箱液位和流量串级控制系统框图(计算机控制) 嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告
三、实验步骤：
1、打开计算机组态王软件的工程管理器，选中“串级实验”，点击运行，进入串级实验界面。
2、点击“自动/手动”按钮，使系统在自动状态，点击“PID设定按钮”，调出PID设定界面。
PID设定1框图是副回路流量参数，PID设定2框图是主回路液位参数。
3、投入参数，观察液位和流量的曲线，调整参数观察计算机控制的效果。待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位的变化曲线。
4、再等系统稳定后，给系统下水箱加干扰信号，观察下水箱液位变化的曲线。
四、计算机控制的参数设置:
PID设定1主调 Kp1 Ti1 Td1
10 999 0 PID设定2副调 Kp2 Ti2 Td2 SP2 PV2 15 300 0 液位给定值 液位检测值 五、实验报告：
1、根据试验结果编写实验报告。
2、按5-2衰减曲线调节器参数计算表填写表格中的数据
5-2 衰减曲线调节器参数计算表 数据 实验数据 查表计算值 调节器 主调节器 副调节器 最终整定法 δS / % Ts / min δ / % Ti / min δ终/ % Ti终/ min
3、整理并附上记录仪的下列过渡过程曲线：
（1）整定副调节器时得到的4:1衰减曲线。 （2）整定主调节器时得到的4:1衰减曲线。
（3）主副调节器参数整定后，干扰作用于上水箱中，主变量H1的过渡过程曲线。 （4）主副调节器参数整定后，干扰作用于流量中，主变量H1的过渡过程曲线。 4、列表比较控制质量：
表5-3 串级控制系统控制质量的比较表 干扰的位置 干扰加入上水箱 干扰加入流量中
最大偏差 过渡时间（min） 评价质量并简析原因 嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告
表5-4 串级和简单控制系统控制质量的比较表 干扰位置 自控系统类型 最大偏差 过渡时间（min） 评价质量并简析原因 简单控制系统 干扰加入（PID） 上水箱中 串级控制系统