实验题目 进水流量跟随出水流量比值控制系统 实验室
实验时间
同组人数
人
实验类别 综合性实验
指导教师：张运波 张红
一、实验目的
1.掌握比值控制的基本原理、系统构成方法以及参数整定方法；
2.进一步熟练智能调节仪表的基本操作与整定方法；
3.掌握比值控制系统的基本特性和控制方式。

二、实验设备
1.过程控制对象：1套
2.控制系统操作台：1套
3.PID 自整定数字调节仪：1块
4.示波器（或计算机）：1台 三、实验原理
系统的原理框图如图4.1所示，系统由一个定值控制的主动量回路和一个跟随主动量变化的从动量随动控制回路组成。

出水
进水
图4.1 比值控制系统原理框图
主动量控制回路能克服主动量扰动，实现其定值控制；从动量控制回路能克服作用于从动
给定值
扰动值
输出值
—
PID 调节器1
电动调节阀1
出水流量
电磁流量计
变送器
输出值
—
PID 调节器2
电动调节阀2
锅炉
电磁流量计
变送器
扰动值
量回路中的扰动，实现随动控制。

本系统中主动量为出水流量，从动量为进水流量，通过系统的调节，实现进水流量跟随出水流量变化。

四、实验内容与步骤
1.熟悉过程控制对象和控制系统操作台，掌握“水路”和“电路”的连接方式。

2.按照工艺流程图和电气接线图，连通实验管路和连接电气电路。

3.打开电源，设置和整定智能调节仪表：
（1）一级参数设置：在仪表PV测量值显示状态下，按压SET键，仪表将转入控制参数设定状态。

每按SET键一次，就转入下一个被修改参数。

序号符号设定值作用
1 CLK 13
2 无禁锁，可修改一级参数
2 AL1 0 第一报警值
3 AL2 400 第二报警值
4 AH1 2 第一报警回差
5 AH2 2 第二报警回差
出水流量调节器参数设置：P=240，I=15，D=0
进水流量调节器参数设置：P=200，I=12，D=0
（2）二级参数设置：在仪表一级参数设定状态下，设定CLK=132后，在PV显示CLK，SV 显示132的状态下，同时按下SET键和▲键30秒，仪表就进入二级参数设定。

在二级参数设定状态下，每按SET键一次，就变换一个被修改参数，利用▲或▼键改变参数值。

1)进水流量调节器参数设置：
序号符号设定值作用
1 SL0 14 输入分度号，14=（1~5）V
2 SL1 0 显示无小数点
3 SL2 1 第一报警为下限报警
4 SL3 2 第二报警为上限报警
5 DE 1 设备号（通讯用）
6 BT 5 通讯波特率=9600
7 F1 1 PID反作用方式
8 F2 1 PID为电压、电流输出
9 F3 0 SV显示控制目标值
10 IN2 2 双路输入外给定控制
11 PIDL 0 PID输出下限幅值（%）
12 PIDH 100 PID输出上限幅值（%）
13 OUTL 0 设定变送输出的下限量程
14 OUH 300 设定变送输出的上限量程
15 SVL 0 输入信号的测量下限量程
16 SVH 300 输入信号的测量上限量程
2）出水流量调节器参数设置：出水流量调节器设定值（SV）为200
序号符号设定值作用
1 SL0 14 输入分度号，14=（1~5）V
2 SL1 0 显示无小数点
3 SL2 1 第一报警为下限报警
4 SL3 2 第二报警为上限报警
5 DE 1 设备号（通讯用）
6 BT 5 通讯波特率=9600
7 F1 1 PID反作用方式
8 F2 1 PID为电压、电流输出
9 F3 0 SV显示控制目标值
10 IN2 0 单路输入PID控制
11 PIDL 0 PID输出下限幅值（%）
12 PIDH 100 PID输出上限幅值（%）
13 OUTL 0 设定变送输出的下限量程
14 OUTH 300 设定变送输出的上限量程
15 SVL 0 输入信号的测量下限量程
16 SVH 300 输入信号的测量上限量程
17 FU0 3 SV输入分度号（1~5V）
18 FU1 0 SV显示无小数点
19 FPB 0 SV显示输入零点迁移
20 FUL 0 SV测量量程的下限
21 FUH 300 SV测量量程的上限
4.启动水泵，等高水位水箱溢流后，（恒压状态）开始做实验。

调整P.I.D参数使系统达到最佳效果，记录P、I、D数值；将仪表设定为自整定状态，观察系统的调节过程，记录P、I、D参数。

5.待系统稳定后，加10%的扰动，重复步骤4，观察主动、从动量变化情况。

五、实验报告要求
观察系统的调节过程，按照5s的时间间隔，记录20组数据，描绘出进水流量跟随出水流量随时间变化的曲线。

六、实验数据处理及所得到的结论。