集散控制系統(tǒng)實(shí)習(xí)報(bào)告-液位控制系統(tǒng)的三種控制模式畢業(yè)論文

北華大學(xué)電氣信息工程學(xué)院

《集散控制系統(tǒng)》課程實(shí)習(xí)報(bào)告 班級(jí)：測(cè)控ＸＸ－ＸＸ 學(xué)號(hào)：ＸＸ 姓名：XXX專業(yè)名稱：測(cè)控技術(shù)與儀器指導(dǎo)教師：宋文蕾

目錄TOC\o"1-3"\h\u實(shí)習(xí)題目 1實(shí)習(xí)內(nèi)容 1實(shí)習(xí)目的 1實(shí)習(xí)要求 1硬軟件介紹 21.研華PCI1711 22.MM420變頻器 23.PT330型壓力變送器 34.磁力離心泵 35.霍尼韋爾電動(dòng)執(zhí)行器ML7420A8088-E調(diào)節(jié)型控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)描述 56.PID算法介紹 57.組態(tài)王參數(shù)設(shè)置 6實(shí)習(xí)步驟 61.液位控制系統(tǒng)硬件搭建 62.工藝流程圖 7前饋控制 7單回路控制 8串級(jí)控制 9系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行 101.前饋控制 102.單回路控制 113.串級(jí)控制 13實(shí)習(xí)心得 15附錄 16參考文獻(xiàn) 17實(shí)習(xí)題目液位控制系統(tǒng)的三種控制模式實(shí)習(xí)內(nèi)容通過(guò)三種不同的控制模式來(lái)控制液位控制系統(tǒng)中電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，進(jìn)而使液位達(dá)到一個(gè)平衡的液位，并且在有干擾的情況下很快達(dá)到一個(gè)自整定的過(guò)程。畫出工藝流程圖和電氣接線圖。實(shí)習(xí)目的集散控制系統(tǒng)的工程實(shí)踐是集散控制系統(tǒng)教學(xué)體系中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，工程素質(zhì)的提高，具有不可替代的作用。通過(guò)實(shí)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)集散控制系統(tǒng)各組成部分的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)相關(guān)理論的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行全面的復(fù)習(xí)和綜合運(yùn)用，從而培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)，貫徹、執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的意識(shí)，為后續(xù)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)奠定基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)要求1、了解系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)；2、能正確進(jìn)行硬件連接；3、能熟練使用組態(tài)軟件，并設(shè)計(jì)相關(guān)程序；4、完成溫度、壓力、液位、流量等常見工業(yè)對(duì)象的集散控制；5、按時(shí)出勤，安全操作，愛護(hù)設(shè)備；按照實(shí)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容及格式要求認(rèn)真完成實(shí)習(xí)報(bào)告書。硬軟件介紹1.研華PCI1711PCI-1711是12位的低損耗多功能采集卡卡,具有獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和完善的數(shù)據(jù)采集與控制功能,支持即插即用,具有FIFO的高速緩存,可靈活設(shè)定輸入類型和范圍,具有16通道單端模/數(shù)輸入、16通道數(shù)字I/O和2通道數(shù)模輸出,采集速率可達(dá)100kHz,可編程的計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)器可作為A/D轉(zhuǎn)換的速度觸發(fā),同時(shí)具有通道自動(dòng)搜索功能。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有單端模擬輸入通道、模擬輸出通道和觸發(fā)源連接三部分。2.MM420變頻器西門子MM420是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。該系列有多種型號(hào)，從單相電源電壓，額定功率120W到三相電源電壓，額定功率11KW可供用戶選用。MM420變頻器可以通過(guò)3個(gè)數(shù)字輸入端口對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行方向控制，可通過(guò)基本操作板BOP的，按增加，減少輸出頻率，來(lái)設(shè)置正反向轉(zhuǎn)速的大??；也可以由模擬輸入端控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小。MM420變頻器為用戶提供了一對(duì)模擬輸入端口AIN＋和AIN－，即端口“3”和“4”4～20mA控制信號(hào)輸入，可對(duì)流量或壓力進(jìn)行控制。本裝置變頻器的用法：上電時(shí)，EXT燈先亮，此時(shí)將控制內(nèi)外控的雙擲開關(guān)擲到內(nèi)控端，RUN燈點(diǎn)亮，開始內(nèi)控變頻控制水泵。當(dāng)實(shí)行外控時(shí)將制內(nèi)外控的雙擲開關(guān)擲到外控端，按鍵，此時(shí)PU燈點(diǎn)亮，旋轉(zhuǎn)到所希望的值，按鍵數(shù)字閃動(dòng)幾下，再按鍵即可運(yùn)行，按停止運(yùn)行。當(dāng)雙擲開關(guān)擲到外控時(shí)，變頻器將由外部電流來(lái)控制頻率的大小。變頻器內(nèi)部參數(shù)大部分都和變頻器說(shuō)明書一樣，只有一小部分改動(dòng)，改動(dòng)參數(shù)如下。C5=15P21=3P30=1P39=80P53=1P59=1P60=4P61=4P62=4P63=4PU燈亮?xí)r，才能改變參數(shù)，外部電流無(wú)法控制，調(diào)節(jié)變頻器設(shè)定用旋鈕，改變頻率的大小；EXT燈亮?xí)r，不能改變變頻器內(nèi)部參數(shù)，將面板上的雙擲開關(guān)擲到外控，外部輸入4～20mA控制電流控制變頻器的頻率。按下STOP鍵變頻器停止工作。如變頻器在外控工作狀態(tài)下，將雙擲開關(guān)擲到內(nèi)控，變頻器便停止工作；如需變頻器再在外控狀態(tài)下工作，將雙擲開關(guān)擲到內(nèi)控，將變頻器上的PU/EXT轉(zhuǎn)換一下，然后再將雙擲開關(guān)擲到外控，變頻器便開始工作。具體請(qǐng)事項(xiàng)請(qǐng)參見變頻器使用手冊(cè)。PT330型壓力變送器PT330防水型壓力變送器是一種常用的防水型壓力變送器產(chǎn)品，是以輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的壓力傳感器，主要針對(duì)于各種液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。采用進(jìn)口敏感芯體，配合優(yōu)良的運(yùn)放電路，具有很好的穩(wěn)定性和可靠性，精度高，抗沖擊壓力較好，適合測(cè)量各種與316不銹鋼兼容的介質(zhì)。它采用標(biāo)準(zhǔn)隔爆鑄鋁外殼，可全天候使用，并且可選帶表頭指示，是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和過(guò)程控制的最佳選擇。特點(diǎn)：316L不銹鋼隔離膜片結(jié)構(gòu)高精度、全不銹鋼結(jié)構(gòu)微型放大器，電壓、電流、頻率信號(hào)輸出抗干擾強(qiáng)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，外形結(jié)構(gòu)多樣化。具有反向保護(hù)、限流保護(hù)電路，在安裝時(shí)正負(fù)極接反不會(huì)損壞變送器，異常時(shí)變送器會(huì)自動(dòng)限流在35MA以內(nèi)。穩(wěn)定性好，滿度、零位長(zhǎng)期穩(wěn)定性可達(dá)0.2%FS/年。在補(bǔ)償溫度0～70℃范圍內(nèi)，溫度飄移低于0.2%FS，在整個(gè)允許工作溫度范圍內(nèi)低于0.5%FS。技術(shù)性能：供電電源：12VDC～36VDC、典型24VDC輸出信號(hào)：4～20mA、1～5V、0～10mA、0～20mA、0～5V、1～10kHz量程范圍：-0.1…0～0.02…100Mpa補(bǔ)償溫度：-10～70℃介質(zhì)溫度：-40～125℃環(huán)境溫度：-40～85℃外殼防護(hù)：IP65壓力類型：表壓、絕壓、密封壓精度：0.1、0.3、0.5級(jí)可選長(zhǎng)期穩(wěn)定性：≤0.2%FS/年零點(diǎn)溫度漂移：±0.03%FS/℃靈敏度溫度漂移：±0.03%FS/℃過(guò)載壓力：200%FS固有頻率：5kHz～650kHz4.磁力離心泵廣泛用于化工、制酸、制堿等；屬于化工、石油化工、制藥等；帶來(lái)了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。磁力離心泵是將永磁聯(lián)軸器的工作原理用于離心泵的高科技產(chǎn)品，設(shè)計(jì)合理，工藝先進(jìn)，具有全密封，無(wú)泄漏，耐腐蝕等特點(diǎn)磁力離心泵可廣泛用于化工、制酸、制堿、冶煉、稀土、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、造紙、電鍍、酸洗、無(wú)線電、化成箔、石油、食品、電影照相洗印、科研機(jī)構(gòu)、國(guó)防工業(yè)等單位抽送酸、堿液、油類稀有貴重液、毒液、揮發(fā)性液體，特別是易漏、易燃、易爆液體的輸送與增壓。結(jié)構(gòu)原理磁力化工離心泵由離心泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無(wú)接觸傳遞，將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封。磁力自吸離心泵采用先進(jìn)的外混式軸向回水泵體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，泵體由吸液室、儲(chǔ)液室、蝸殼、回流孔、氣液分離室等部分組成。泵啟動(dòng)后，在離心力的作用下，吸水室中的剩余液體與進(jìn)液管路中的空氣被葉輪攪拌形成氣液混合物，混合物通過(guò)蝸殼進(jìn)入氣液分離室，隨著流速降低，導(dǎo)致氣水分離，空氣由泵出液口排出。磁力自吸泵的驅(qū)動(dòng)裝置采用主動(dòng)磁鐵聯(lián)軸器直接裝在電機(jī)軸上，通過(guò)磁力偶合間接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組合上的葉輪旋轉(zhuǎn)，泵腔全部封閉，完全無(wú)泄漏。磁力高粘度離心泵是有圓盤泵，磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成。圓盤式葉輪離心泵，從葉輪向液體流的能量傳遞是在旋轉(zhuǎn)圓盤的邊界層的磨擦力的作用下進(jìn)行。當(dāng)液體進(jìn)入泵時(shí)，其分子與圓盤表面接合，同時(shí)形成邊界層。隨著泵的旋轉(zhuǎn)，發(fā)生了向圓盤間液體分子后繼層的能量傳遞。以此種方式形成的強(qiáng)大壓力場(chǎng)將產(chǎn)品以層狀（即不受流體波動(dòng)影響）“拖拽”出泵。按輸送介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)、磨損性、腐蝕性不同，過(guò)流部件的材料分為金屬和非金屬類兩大類。結(jié)構(gòu)特性1.永磁體由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45－400℃)，矯頑力高，磁場(chǎng)方向具有很好的各向異性，在同極相接近時(shí)也不會(huì)發(fā)生退磁現(xiàn)象，是一種很好的磁場(chǎng)源。2.隔離套在采用金屬隔離套時(shí)，隔離套處于一個(gè)正弦交變的磁場(chǎng)中，在垂直于磁力線方向的截面上感應(yīng)出渦電流并轉(zhuǎn)化成熱量。渦流的表達(dá)式為：其中Pe－渦流；K—常數(shù)；n—泵的額定轉(zhuǎn)速；T－磁傳動(dòng)力矩；F－隔套內(nèi)的壓力；D－隔套內(nèi)徑；一材料的電阻率；—材料的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)泵設(shè)計(jì)好后，n、T是工況給定的，要降低渦流只能從F、D等方面考慮。選用高電阻率、高強(qiáng)度的非金屬材料制作隔離套，在降低渦流方面效果十分明顯。3.冷卻潤(rùn)滑液流量的控制泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須用少量的液體對(duì)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域和滑動(dòng)軸承的摩擦副進(jìn)行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設(shè)計(jì)流量的2%-3%，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域由于渦流而產(chǎn)生高熱量。當(dāng)冷卻潤(rùn)滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時(shí)，將導(dǎo)致介質(zhì)溫度高于永磁體的工作溫度，使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子逐步失去磁性，使磁力傳動(dòng)器失效。當(dāng)介質(zhì)為水或水基液時(shí)，可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在3-5℃；當(dāng)介質(zhì)為烴或油時(shí)，可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在5-8℃。4.滑動(dòng)軸承磁力泵滑動(dòng)軸承的材料有浸漬石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑動(dòng)軸承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨脹系數(shù)小，所以軸承間隙不得過(guò)小，以免發(fā)生抱軸事故。由于磁力泵的滑動(dòng)軸承以所輸送的介質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)滑，所以應(yīng)根據(jù)不同的介質(zhì)及使用工況，選用不同的材質(zhì)制作軸承。5．保護(hù)措施當(dāng)磁力傳動(dòng)器的從動(dòng)部件在過(guò)載情況下運(yùn)行或轉(zhuǎn)子卡死時(shí)，磁力傳動(dòng)器的主、從動(dòng)部件會(huì)自動(dòng)滑脫，保護(hù)機(jī)泵。此時(shí)磁力傳動(dòng)器上的永磁體在主動(dòng)轉(zhuǎn)子交變磁場(chǎng)的作用下，將產(chǎn)生渦損、磁損，造成永磁體溫度升高，磁力傳動(dòng)器滑脫失效。5.霍尼韋爾電動(dòng)執(zhí)行器ML7420A8088-E調(diào)節(jié)型控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)描述霍尼韋爾電動(dòng)閥門執(zhí)行器ML7420A8088-E，600N，20MM行程，調(diào)節(jié)型，無(wú)彈簧復(fù)位功能?；裟犴f爾電動(dòng)閥門執(zhí)行器ML7420A8088-E可為閥門提供調(diào)節(jié)型控制并且輸出2~10V位置反饋信號(hào),它們可廣泛應(yīng)用于加熱、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)。特點(diǎn)：無(wú)需連桿，安裝簡(jiǎn)單快捷低能耗，免維護(hù)

;自適應(yīng)功能

終點(diǎn)限位開關(guān)

;手動(dòng)開關(guān)

動(dòng)作方向可選

;正反作用可選;故障安全位置可選（控制信號(hào)缺失時(shí)）

閥門定位準(zhǔn)確防腐設(shè)計(jì)型號(hào)參數(shù)

:供電壓:24Vac±15%;50/60Hz功耗:5VA輸入信號(hào):0(2)Vdc閥門連接件位于頂端輸入信號(hào):10Vdc閥門連接件位于底端額定行程:20mm運(yùn)行時(shí)間:(50Hz)1min推力:600N6.PID算法介紹眾所周知，要使控制系統(tǒng)具有良好的控制性能，除了必須正確的選取、設(shè)計(jì)控制方案以外，還必須正確的選擇控制算法并進(jìn)行參數(shù)整定。在控制系統(tǒng)中，按照給定信號(hào)和反饋信號(hào)之間的偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器[8]。它具有原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、適用面廣、控制參數(shù)相互獨(dú)立、參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象─“一階慣性＋純滯后”與“二階慣性＋純滯后”的控制對(duì)象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)改變靈活，可以方便的改變?yōu)镻I、PD、PID等控制器。

比例調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響：比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小；比例系數(shù)偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)；系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定；比例系數(shù)太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。比例系數(shù)可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以及控制對(duì)象的特性決定的。積分調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差。提高無(wú)差度。因?yàn)橛姓`差積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無(wú)差積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一個(gè)常值。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)Ti。Ti越小積分作用就越強(qiáng)。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。微分調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢(shì)。因此能產(chǎn)生超前的控制作用，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)地加大微分調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外微分反應(yīng)的是變化率，當(dāng)輸入沒(méi)有變化時(shí)微分作用輸出為零，因此微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合組成PD或PID控制器。7.組態(tài)王參數(shù)設(shè)置P：比例系數(shù)I：積分系數(shù)D：微分系數(shù)；在這里一直為0SP：設(shè)定值U（K）：實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度PV：實(shí)時(shí)顯示液位值實(shí)習(xí)步驟1.液位控制系統(tǒng)硬件搭建MM420變頻器可以通過(guò)數(shù)字量輸入端口控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由模擬輸入端控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小。MM420變頻器的模擬量輸入為0-10V電壓，在模擬量輸入端接一電位器便可。在前饋控制和單回路控制方案中電機(jī)是給一個(gè)恒定的頻率。只有在串級(jí)控制回路中才通過(guò)組態(tài)王來(lái)進(jìn)行控制。通過(guò)設(shè)置組態(tài)王中的SP的參數(shù)值，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度變化，進(jìn)而使水箱液位改變，直至水箱的液位值達(dá)到SP設(shè)定的值。具體的硬件搭建如下圖所示：圖SEQ圖\*ARABIC1液位控制系統(tǒng)的硬件總體圖2.工藝流程圖前饋控制前饋控制是一種按擾動(dòng)變化的大小實(shí)施控制的系統(tǒng)。控制作用產(chǎn)生在擾動(dòng)發(fā)生的同時(shí)，而不是等到擾動(dòng)引起被控制變量發(fā)生波動(dòng)之后。如圖2所示為前饋控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由差壓變送器檢測(cè)出氣壓信號(hào)回傳給上位機(jī)，由于在差壓變送器之前有兩個(gè)渦輪流量計(jì)，因此產(chǎn)生的壓力與流量有一定的關(guān)系。圖SEQ圖\*ARABIC2前饋控制系統(tǒng)壓力與與流量關(guān)系如表1流量0.0510.1050.1580.2140.2640.3壓力0.030.240.24表格SEQ表格\*ARABIC1流量，壓力對(duì)應(yīng)關(guān)系（注：壓力單位為KPa，流量單位m^3/min）

單回路控制如圖3所示為反饋控制系統(tǒng)，當(dāng)壓力變送器將壓力信號(hào)回傳給上位機(jī)時(shí)，這時(shí)，將上位機(jī)的設(shè)定值與壓力變送器返回的數(shù)值進(jìn)行比較，然后再控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以達(dá)到平衡水位。圖SEQ圖\*ARABIC3反饋控制系統(tǒng)串級(jí)控制1、串級(jí)控制系統(tǒng)的組成圖SEQ圖\*ARABIC4串級(jí)控制系統(tǒng)的組成2、控制過(guò)程分析（1）擾動(dòng)進(jìn)入副回路（2）擾動(dòng)進(jìn)入主回路（3）干擾同時(shí)進(jìn)入主、副回路串級(jí)控制系統(tǒng)有很強(qiáng)的克服擾動(dòng)的能力，特別是對(duì)進(jìn)入副環(huán)的擾動(dòng)，控制力度更大。3、串級(jí)控制的特點(diǎn)①主回路為定值控制系統(tǒng)，而副回路是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。②結(jié)構(gòu)上是主、副控制器串聯(lián)，主控制器的輸出作為副控制器的外設(shè)定，形成主、副兩個(gè)回路，系統(tǒng)通過(guò)副控制器操縱執(zhí)行器。③抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，對(duì)進(jìn)入副回路的擾動(dòng)的抑制力更強(qiáng)，控制精度高，控制滯后小。因此，它特別適用于溫度對(duì)象等滯后大的場(chǎng)合。4、如圖5所示為串級(jí)控制系統(tǒng)的流程圖，在這個(gè)圖中，下水箱的液位為控制對(duì)象，壓力變送器-電動(dòng)調(diào)節(jié)閥為主控制回路；上水箱-差壓變送器-水泵為副回路控制系統(tǒng)。圖SEQ圖\*ARABIC5串級(jí)控制系統(tǒng)的流程圖綜上三種控制系統(tǒng)，均用到了PID控制算法，前兩種通過(guò)PID來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，在上位機(jī)中電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的范圍在（0~1000）分別對(duì)應(yīng)4~20ma電流，第三種控制系統(tǒng)通過(guò)PID控制算法分別控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和變頻器，再通過(guò)變頻器改變水泵的頻率，來(lái)改變水位的上升速率。

系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行1.前饋控制打開組態(tài)王工程名：前饋控制系統(tǒng)。圖6前饋平衡調(diào)節(jié)圖圖7前饋平衡圖單回路控制打開組態(tài)王工程名：一階液位控制系統(tǒng)。圖8純比例控制液位變化圖圖9加入積分且比例變?yōu)樵瓉?lái)的80%的液位變化圖圖10液位平衡圖圖11加入擾動(dòng)后得到的4:1衰減比振蕩圖3.串級(jí)控制由于時(shí)間的原因，串級(jí)控制液位的試驗(yàn)，沒(méi)有做完，所以使用Simulink仿真。設(shè)被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為：其中主控對(duì)象為：副控對(duì)象為：二次擾動(dòng)為有限帶寬的白噪聲，一次擾動(dòng)為階躍信號(hào)。在單回路控制系統(tǒng)中得到的輸出響應(yīng)仿真圖如下，其Simulink仿真模型結(jié)構(gòu)圖見附錄程序圖1：圖12采用串級(jí)控制，外環(huán)采樣時(shí)間；內(nèi)環(huán)采樣時(shí)間:Simulink仿真，仿真圖見附錄圖2,得到輸出響應(yīng)圖如下：

實(shí)習(xí)心得一周的實(shí)習(xí)很快結(jié)束了，在本次實(shí)習(xí)中我學(xué)到了很多的東西。理論聯(lián)系實(shí)際，將書本上的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作中，讓它們發(fā)揮出自己本身的光彩。在以后的學(xué)習(xí)中我將更注重實(shí)際的操作能力的學(xué)習(xí)。在實(shí)習(xí)期間通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，鞏固了所學(xué)的知識(shí)，提高了實(shí)際處理問(wèn)題的能力，為生產(chǎn)實(shí)習(xí)的順利進(jìn)行總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。在一周的實(shí)習(xí)里，我第一次接觸到了實(shí)實(shí)在在的集散控制系統(tǒng)，不再是書本上那整齊而枯燥的框圖，也不再是網(wǎng)絡(luò)里那鮮艷而古板的照片。那些儀器儀表也是實(shí)實(shí)在在的，不再是一個(gè)字母或幾個(gè)數(shù)字可以代替的。在這段時(shí)間里，充分體會(huì)到了自動(dòng)控制的魅力。那些幾種金屬組成的儀器儀表及控制線路，給上電源就可以按照人的意愿來(lái)控制似乎虛無(wú)有實(shí)實(shí)在在的溫度，讓它乖乖的聽話。在這段時(shí)間里，我學(xué)到最多的就是理論與實(shí)踐的相結(jié)合。實(shí)習(xí)雖然結(jié)束了，但學(xué)到的知識(shí)永遠(yuǎn)的陪伴著我。理論聯(lián)系實(shí)際，將書本上的理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，讓它們發(fā)揮出自己本身的光彩。在以后的學(xué)習(xí)中我將更注重實(shí)際的操作能力的學(xué)習(xí)。本次實(shí)訓(xùn)是分組完成，遇到問(wèn)題和同學(xué)互相討論交流就和同學(xué)討論。我們?cè)谧鰧?shí)訓(xùn)的過(guò)程中要不停的討論問(wèn)題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使調(diào)試的過(guò)程中沒(méi)有方向。討論不僅是一些思想的問(wèn)題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問(wèn)題，這樣可以使自己的處理問(wèn)題要快一些，少走彎路。總之，這次的實(shí)訓(xùn)給予了我不同的學(xué)習(xí)方法和體驗(yàn)，讓我深切的認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我會(huì)更加注重自己的操作能力和應(yīng)變能力，多與這個(gè)社會(huì)進(jìn)行接觸，讓自己更早適應(yīng)這個(gè)陌生的環(huán)境，相信在不久的將來(lái)，可以打造一片屬于自己的天地。

附錄程序圖SEQ程序圖\*ARABIC1參考文獻(xiàn)[1]《過(guò)程控制工程》（第三版）于玲王樹青電子工業(yè)出版社[2]《組態(tài)軟件應(yīng)用技術(shù)》孫立坤侯冰濤電子工業(yè)出版社[3]《集散控制系統(tǒng)(第2版)》；作者：劉翠玲；出版地：北京大學(xué)出版社；出版年份：2013年；[4]《集散控制系統(tǒng)》；作者：周富榮；出版地：北京大學(xué)出版社；出版年份：2011年基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的