《先进过程控制系统》实验指导书

先进过程控制系统

实验指导书

过程控制系统实验 (2)

实验一组合型过程控制系统简介及过程控制演示 (2)

实验二传感器、执行器实验 (8)

实验三系统动态特性的测试 (10)

实验四液位单回路控制系统的设计及参数整定 (12)

实验五PLC和DCS综合控制演示 (14)

仿真实验 (24)

实验一MATLAB与SIMULINK熟悉实验 (24)

实验二过程参数PID控制仿真 (25)

实验三复杂过程对象PID控制仿真 (26)

实验四非线性控制时滞系统迭代学习控制算法仿真 (27)

实验五利用输入-输出的模型参考自适应控制系统的设计与仿真 (34)

过程控制系统实验

实验一组合型过程控制系统简介及过程控制演示

一、FESTO紧凑型过程控制系统介绍

FESTO紧凑型过程控制系统如图1-1所示，在这套系统上，我们可以进行液位、温度、压力、流量的控制。

图 1-1

二、组合式过程控制系统介绍

结合过程计算机控制系统理论的学习，我们研制了一套组合式过程控制系统，这套系统可以通过灵活、方便的管路组合，实现过程控制中的五种典型控制方式—单回路控制，串级控制、前馈控制、均匀控制和比值控制。

三、主要仪器与设备

1、计算机

2、接口研华 USB-4711A

USB-4711A系列包括即插即用数据采集模块，因此无需再打开您的计算机机箱来安装板卡。仅需插上模块，便可以采集到数据，简单高效。USB-4711A 是给任何带有USB端口的计算机增加测量和控制能力的最佳途径。它通过USB 端口获得所有所需的电源，所以它无需连接外部的电源。USB-4711A在一块卡上包含了所有的数据采集功能，如：16路AI，2路AO，8路DI，8路DO，1路32位计数器，其中A/D数据采集为12位。USB-4711A板卡的如图1-2。

图 1-2 USB-4711A板卡

表 1.1：I/O 接口信号描述

3.水箱：

水箱如图1-4所示。技术参数见表1-1。

图 1-4

表1-1

工作温度 最大：+65C O

外部尺寸 宽度 深度 高度

240 mm 190 mm 385 mm 材质 塑料 螺旋接口

15 mm 直径

3、 流量传感器

流量传感器如图1-5，主要技术参数见表1-2。

表 1-2

工作电压 5 to 12 V DC 工作电流 6 to 33 mA 输出信号 方波信号，5…12 V 频率范围 13 to 1200 HZ 测量范围 0.5 to 15.0 l/min 工作压力 80°C max 。 6bar 工作温度 0°C to 65°C

接线方式白：电源正

绿：电源负

褐：输出+

图 1-5

4、比例阀1094-PMR

比例阀如图1-6，主要技术指标见表1-3。

表 1-3

工作电压24 V DC

功率8 W

工作压力0 to 0.5 bar

环境温度Max。+55°C

媒介自然媒介，如水、压缩空气

媒体温度0°C to +65°C

图 1-6 1094-PMR比例阀接口如图1-7所示。

端子2：+24V，

端子3：24V地，

端子4：输出控制信号。

R1：最小流量调节，

R2：最大流量调节，

R3：延迟时间调节。

S1：（on）：中频（2832），

S2：（off）

图 1-7

5、 液位传感器 主要技术参数见表1-4

表 1-4

工作电压 24 V DC 测量范围 0－400 mm 输出信号 0—5 V DC 工作温度 -40—120°C

接线方式 红：电源正

黑：电源负

蓝：输出+

6、 温度传感器 主要技术参数见表1-5

表 1-5 工作电压

24 V DC 测量范围 0－100 °C 输出信号

0—5 V DC 接线方式

红：电源正 绿：电源负 黄：输出+

7、 管路、接头、手动阀

管路、接头、手动阀如图1-8所示。系统所有部件的连接都是直接插拔，非常方便。

图 1-8

实验二传感器、执行器实验

一、实验目的

了解传感器、执行器的工作原理，掌握它们在实际过程控制中的应用。

二、实验要求

编程实现系统液位、温度、流量等模拟量的数据采集以及比例阀开度的控制。

三、实验步骤

1、液位传感器的测试

在水箱内按要求注入不同高度的纯净水，利用万用表和USB-4711A板卡的A/D口分别测出液位传感器的输出电压。并在计算机内将其转换成对应的高度。将测量数据填入下表。

高度

250 mm 200 mm 150 mm 100 mm 50 mm 输出

万用表测量值（伏）

A/D 口测量值(伏)

机内转换高度（mm）

相对误差（%）

2、温度传感器的测试

改变水箱内水的温度，用温度计测量出水温，同时利用万用表和USB-4711A的A/D口测出温度传感器的输出电压，并在计算机内将其转换成相应的温度。将测量数据填入下表。

温度计（度）

传感器输出电压

（伏）

A/D口测量电压

(伏)

机内转换温度（度）

相对误差（%）

3、流量传感器的测试

调节手动阀以改变流量传感器所在管路中的流量，利用USB-4711A的计数口测量流量传感器单位时间内输出的脉冲数，并转换成对应的流量。将测量结果填入下表。

脉冲数（个/秒）150 128 125 122 121

流量（l/min） 2.174 1.905 1.868 1.832 1.819

4、比例阀的控制

通过USB-4711A的D/A口向比例阀输出控制，比较机内控制电压与实际输出电压，并将结果填入下表。

控制量（伏）0 2.5 5 7.5 10

测量值（伏）

相对误差（%）

四、思考题

1、用传感器测量过程变量的准确性如何？如果有误差，可以采取什么

方法进行修正？

实验三 系统动态特性的测试

一、实验目的

学习单容对象动态特性的实验测定方法。

二、实验要求

通过实验的方法建立液位对象的过程数学模型。

三、实验步骤

利用液位对象的液位与输出流量的关系建立其模型 ⑴ 测试系统结构如图3-1所示。

图3-1 利用液位—输出流量关系建立模型的实验原理图

⑵ 原理

对于液位系统，根据动态物料平衡关系有

dt h

d A Q Q O i ∆=∆-∆ ①

式中： i Q —输入流量； O Q —输出流量； h —液位高度； A —水箱截面积；

i Q ∆、O Q ∆、h ∆分别为偏离某一平衡状态0i Q 、0O Q 、0h 的增量。 在静态时，O i Q Q =，

0=∆dt

h

d ，当i Q 变化时，h 、O Q 也将发生变化，

由流体力学可知，流体在紊流情况下，h 与流量之间为非线性关系，为简化起见，作线性化处理。近似认为O Q 与h 在工作点附近成正比，而与出水阀的阻力2R （称为液阻）成反比，即

2R h Q O ∆=

∆ 或 0

2Q h R ∆∆= ② 由①、②，消去中间变量O Q ，再求拉氏变换得 单容液位过程的传递函数为：

1

1)()()(22+=

+=∆∆=

TS K

AS R R S Q S H S W i ③ ⑶ 关闭所有出水阀，向水箱内注水至260mm 左右，然后按图3-1将出水阀旋开至适当位置，测量给定液位高度所对应的流量值，填入下表。并根据式③求液位对象的模型。

h (mm)

120 160 200 240

O Q （l/min ）

1.660 1.758

1.868

2.186

2R

2R

其中水箱的截面积mm mm A 175190⨯=。

=)(S W

四、思考题

1、分析可能造成模型不准确的原因。

实验四液位单回路控制系统的设计及参数整定

一、实验目的

掌握过程计算机控制系统的单回路控制方式。

二、实验要求

设计单容水箱的液位单回路控制系统，实现液位的定值控制，并对系统进行参数整定。

三、实验内容

1、按照图4-1，在组合式实验装置上通过选择管路，构造液位单回路

控制系统。

图4-1 液位单回路控制系统原理图

2、画出液位单回路控制系统方框图。

3、根据液位对象的数学模型，选择系统的采样周期

T。

S

4、运用经验法确定数字调节器的参数

根据经验公式，选择调节器参数C K 、I T 和D T 值。观察不同参数情况下的控制效果，最终确定较为满意的调节器参数。

实验次数

调节器参数

性能指标

C K

I T

D T

S t

1 2 3 4

四、思考题

1、在控制过程中遇到了哪些问题，你是如何解决的？为了提高控制效果，你在控制算法上还采取了哪些措施？

实验五PLC和DCS综合控制演示

一、CS4000高级过程控制实验装置对象介绍

CS4000高级过程控制实验装置对象如图6-1所示，采用四容液位控制体系和两容温度控制体系，主要包括：

1、两个独立的水路动力系统，一路由循环泵、电动调节阀、电磁流量计组成（主管路）；另一路由变频器、循环泵、涡轮流量计组成（副管路），由变频器调节流量，涡轮流量计检测流量。

2、四个有机玻璃水箱组，每个水箱均装有液位变送器；通过阀门切换，任何两组动力的水流可以到达任何一个水箱。

3、一个加热水箱和一个温度纯滞后水箱，安装多个Pt100热电阻检测仪表，由一个可控硅控制的电加热管提供热源，通过调节电加热管功率或待加热水量以达到控制水温的目的。

图6-1 CS4000高级过程控制实验装置对象

采用PLC控制系统或DCS控制系统，我们可以进行液位、温度、压力、流量的控制实验。

二、PLC介绍

实验室使用的是西门子S7 300系列PLC，主要由电源，CPU，数字量输入输出，模拟量输入输出模块组成，本次试验用到的是模拟量输入输出模块，如图6-2所示。

图6-2 PLC

三、DCS组态原理

DCS的组态过程是一个循序渐进、多个软件综合应用的过程，在应用AdvanTrol-Pro软件对控制系统进行组态时，可针对系统的工艺要求，逐步完成对系统的组态。

图6-3 系统组态工作流程图

四、实验演示

1、液位对象PLC控制演示

1)点击图标，进入step7编程界面，新建一个新的项目，如下图所示，

2)在My_Prj2项目内插入S7-300工作站：SIMATIC 300(1)

3)单击SIMATIC 300(1)，选择hardware，进入硬件组态窗口，如下图所示

点击硬件目录工

具，显示硬件目录

硬件目录

展开SIMA TIC 300硬件目录，双击

Rack-300子目录下的Rail插入一个导轨

所选模块

简要信息

4)插入0号导轨：（0）UR；插入各种S7-300模块。分别如下图所示，本次

实验用到的模块包括PS 307 10A(6ES7 307-1KA01-0AA0);CPU 314(6ES7 314-1AG13-0AB0);SM 331 AI 8*12bit(6ES7 331-7KF02-0AB0);SM332

AO*12bit(6ES7 332-5HF00-0AB0)

带有插槽的机架（导轨）

槽号

模块列表

订货号

输入模块地址

输出模块地址

MPI 子网地址 放置模块型号

版本号

5) 硬件组态，如下图所示

6) 编写程序。

配置电源模块

配置 C PU

配置模拟量输入模块 配置模拟量输出模块

7)选择My_prj2程序，单击My_prj2，选择SIMATIC 300(1),最后点击如图

所示的下载按钮，这就完成了程序的下载。

8)点击图标，进入WINCC程序，选择levelcontrol项目，单击激

活按钮，激活WINCC监控程序。

9)在WINCC监控画面中设定液位值。

10)调整PID参数值，是系统的控制性能达到最优，液位的实时曲线可点击

“实时曲线”按钮查看。

11)待液位稳定于设定值时，改变液位值的大小，经过一段调节时间，水位稳

定至新的设定值，观察此时系统的响应曲线。监控画面如图1.4,1.5所示.

图6-4

图6-5

2、温度对象DCS控制演示

在动手组态前，首先应将系统构成、卡件布置图、测点清单、数据分组方

法、系统控制方案、监控画面、报表内容等组态所需的所有文档资料收集齐全。本实例中控制系统由1个控制站、1个工程师站、8个操作员站组成。控制站IP地址为（02），工程师站IP地址为129，操作员站IP地址为（130~137）。系统有1个操作小组。

1）在桌面上点击图标，将弹出SCKey文件操作界面，点击“新建组态”

命令，文件命名为“实验”。

在组态界面的工具栏中点击命令按钮，弹出主机设置界面，选择“主控制卡”页面，点击“增加”命令，设置参数，组态后的界面如图所示。

选择“操作站”页面，点击“增加”命令，增加1个工程师站，8个操作

员站，组态后的界面如图所示。

2）在系统组态界面的工具栏中点击命令按钮，弹出I/O组态界面，选择“数据转发卡”界面，点击“增加”命令，组态完成后的界面如图所示

选择“I/O卡件”界面，选择主控制卡项和数据转发卡项，点击“增加”，按工程设计要求组态I/O卡件。I/O卡件组态完成后的界面如图3所示

过程控制实验指导书

过程控制实验指导书 实验一：对象动态特性 实验目的： 1、学习被控对象动态特性的工程测试方法。 2、掌握被控对象动态特性特征参数的求取方法。 实验要求： 1、预习被控对象有关章节；安排好实验计划；作好前期准备。 2、依据实验曲线求取被控对象动态特性的特征参数。 实验内容： 1、对象的动态特性： 下图为单位阶跃时输入系统输出测试曲线： 曲线1.1

实验报告： ⑴依据曲线1.1、1.2和1.3 求取对象动态特性的特征参数（K 、T 、τ）。由此确定闭环系统模型。 ⑵ 分别确定系统开环传递函数，并分别画出单位负反馈时系统动态结构图。 ⑶用SIMULINK 构建系统，比较仿真曲线与输出测试曲线。 ⑷比较曲线1.1、1.2和1.3，说明不同系统的动态特性在运动形态、特征参数等方面的异同。 实验二：调节器控制规律 实验目的： 1、熟悉SIMULINK 调节器模块的使用方法。 2、掌握调节器控制规律特征参数的整定方法。 实验要求： 1、预习调节器有关章节；安排好实验计划；作好前期准备。 2、用工程测试法绘制调节器的输出特性，求取PID 参数。 实验内容： 被控对象分别为)11.0)(1(2)(1++= s s s G p 和) 11.0(2 )(2+=s s s G p 分别对以上系统，构建下述调节器，研究调节器对输出特性的影响： 1、比例调节器的输出特性： ⑴ 用SIMULINK 构建比例控制系统。 ⑵ 设定值为单位阶跃信号，改变比例调节器的大小，观察对系统的影响。 2、比例积分调节器的输出特性： ⑴用SIMULINK 构建比例积分控制系统。 ⑵设定值为单位阶跃信号，改变比例积分调节器的大小，观察对系统的影响。注意调节器的整定顺序。 3、比例微分调节器的输出特性： ⑴用SIMULINK 构建比例微分控制系统。 ⑵改变比例微分调节器的大小，观察对系统的影响。注意调节器的整定顺序。 4、比例积分微分调节器的输出特性：

过程控制系统实验指导书

过程控制系统 实 验 指 导 书 自动化工程学院自动控制系

实验一实验装置* 学时数：2 实验目的： (1)了解过程控制系统实验装置的总体组成部分。 (2)了解各部分的主要构件及作用。 (3)特别应知道以下内容：各种被控对象的位置、检测元件的位置及 用途、执行器件(动力器件) 的位置及用途、供水管线各阀门与供 水方式间的关系、智能仪表的调节方式及含意。 实验原理: 一概述 “THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是由实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术及现场总线技术为一体的多功能实验设备。该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈-反馈控制，滞后控制、比值控制，解耦控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需要设计构成AI智能仪表，DDC远程数据采集，DCS分布式控制，PLC 可编程控制，FCS现场总线控制等多种控制系统。 被控对象 实验对象总貌图如图1-1所示： 被控对象由不锈钢储水箱、（上、中、下）三个串接有机玻璃水箱、4.5KW 三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。 检测装置 (1)压力传感器、变送器：三个压力传感器分别用来对上、中、下三个 水箱的液位进行检测，其量程为0～5KP，精度为0.5级。采用工业 用的扩散硅压力变送器，带不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技 术，对传感器温度漂移跟随补偿。采用标准二线制传输方式，工作 时需提供24V直流电源，输出：4～20mADC。 (2)温度传感器：装置中采用了六个Pt100铂热电阻温度传感器，分别用 来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管（有3个测试点）以及上水箱出 口的水温。Pt100测温范围：-200～+420℃。经过调节器的温度变送 器，可将温度信号转换成4～20mA直流电流信号。Pt100传感器精 度高，热补偿性较好。 (3)流量传感器、变送器：三个涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控 制的动力支路、由变频器控制的动力支路及盘管出口处的流量进行 检测。它的优点是测量精度高，反应快。采用标准二线制传输方式，

S7-1200实验指导书

第一章 TS1、TS2实验板使用说明书 §1-1 实验板组成及使用方法 TS1和TS2实验板为225×300平方毫米的实验板, 表面采用PVC材料及制作工艺,并印制有形象直观的彩色工业现场模拟图。实验板正面装有接线用的台阶插座、按钮、开关以及声光显示和运动机构等器件。背面为单面印刷电路板,装有实验所需的电气元件。 TS1实验板有三个实验区。分别为交通灯实验区、旋转运动实验区、直线运动实验区。TS2实验板有两个实验区和两个辅助信号实验区，分别为输料线实验区、混料罐实验区；现场电气操作辅助信号实验区、常用辅助信号实验区。 实验时，该实验板必须需配合电源板和PLC元件板一同配合使用。首先将电源板接通电源,再通过4号插座和实验导线为可编程序控制器通电，根据实验内容,选择好所需的输入、输出元件，并将信号通过2号台阶插座和实验导线,引入到可编程序控制器的输入、输出端子区上。实验板上输入元件的公共端要接到24V电源的负极上（24G），PLC上输入信号的公共端（COM）要接到24V电源的正极上（+24V），这样可连接好输入电路，工作时可通过设备上的φ3发光管显示观察到输入元件的工作状态。实验板上输出元件的公共端要接到5V电源的负极上（5VG），PLC上输出信号的公共端要接到5V电源的正极上（+5V），这样可连接好输出电路，工作时可通过设备上的电机动作和φ5发光管显示观察到输出元件的工作状态。打开电源板开关,接通可编程序控制器电源,输入并运行程序,观察执行情况,看是否满足工艺要求,直到通过为止,达到学习的目的。 操作时注意区别实验板上的输入和输出信号元件,因电压和电路不同,尽量不要接错。直流开关电源具有短路保护作用。 交流220V或直流24V 工作电压 输入元件公共端输出信号公共端 PLC输出元件公共端 实验接线原理图 口决：元件公共端接电源负极、信号公共端接电源正极

过程控制装置实验指导书

过程控制装置实验指导书 河北理工大学计控学院 实验中心

目录 实验一DBW热电阻温度变送器的调校 (3) 实验二调节器的认识和校验 (5)

实验一DBW热电阻温度变送器的调校 一、实验目的 1．熟悉和掌握变送器的结构及工作原理 2．学会热电阻温度变送器的零点调整量程调整精度检验方 二、实验仪器及设备 1 DBW—1240型热电阻温度变送器 2 直流电源一台 3 ZX54电阻箱一台 4 电流表一块 三、实验步骤及方法 1 接线： + - 温度变送器接线图

2 零点与量程调整 用直流精密电阻箱代替Rt，根据仪表测量范围调节Rt（本仪表在外壳上已表注为0—100°C范围）,调节电阻箱使其值为相应的下限热电阻值.同时调节调零电位器,使输出为4mA或1V.调节电阻箱使其为上限温度所对应的热电阻值,同时调节量程电位器,使输出为20mA或5V,反复进行多次直到“零点”和“满度”都满族要求为止. 3 精度检验 零点和满度调好后,调节Rt(即电阻箱),分别给出(T上-T下)的0％、25％、50％、75％、100％所对应的热电阻值再加上 R t下，其输出分别为4mA、8mA 、12mA、16mA、20mA.。否则应进行调整或检查出故障予以排除。 4 数据处理 附表：铂电阻分度表，分度号：Pt100 R0=100.00Ω

实验二调节器的认识和校验 一、实验目的 1、熟悉调节器的外型结构，掌握调节器的操作方法，从而进一步理解调节器的工作原理及整机特性。 2、熟悉调节器的功能，了解调节器各可调部件的位置及作用。 3、掌握调节器的主要技术性能的调校、测试方法。 二、实验装置 （一）实验所需仪器、设备 1、调节器 2、电流表 3、直流稳压电源 4、250欧姆电阻 （二）接线端子说明 1 2 端1～5V电压输入端， 2 3 端0.2～1V电压输入端， 2 3 4端热敏电阻输入端， 5 7端4～20mA电流输出端， 9 10端220V电源输入端， 17 18端温度变送输出端。 三、实验指导 1、调节器的主要性能技术指标 输入信号：1～5VDC 外给定信号：0.2～1V 输出信号：4～20mADC 负载电阻：250～750Ω 电源：100 ～240VAC 2、实验注意事项 （1）接线时注意电源的种类、极性，严防接错电源。 （2）通电前应请指导老师确认无误后方可通电。 （3）动手调校前，应搞清调节器各部件的作用，凡实验中未设计的可调元件一律不得擅自调整。 （4）调节器在调校前应预热15分钟。 （5）实验前先准备好实验记录数据表2-2和表2-3，并预习数据处理的各项误差计算公式。 四、实验原理 调节器的主要功能是接受变送器送来的测量信号Vi，并将它与给定信号Vs进行比较得出偏差ε，对偏差ε进行PID连续运算，通过改变PID参数，可改变调节器控制作用的

《先进过程控制系统》实验指导书

先进过程控制系统 实验指导书 过程控制系统实验 (2) 实验一组合型过程控制系统简介及过程控制演示 (2) 实验二传感器、执行器实验 (8) 实验三系统动态特性的测试 (10) 实验四液位单回路控制系统的设计及参数整定 (12) 实验五PLC和DCS综合控制演示 (14) 仿真实验 (24) 实验一MATLAB与SIMULINK熟悉实验 (24) 实验二过程参数PID控制仿真 (25) 实验三复杂过程对象PID控制仿真 (26) 实验四非线性控制时滞系统迭代学习控制算法仿真 (27) 实验五利用输入-输出的模型参考自适应控制系统的设计与仿真 (34)

过程控制系统实验 实验一组合型过程控制系统简介及过程控制演示 一、FESTO紧凑型过程控制系统介绍 FESTO紧凑型过程控制系统如图1-1所示，在这套系统上，我们可以进行液位、温度、压力、流量的控制。 图 1-1 二、组合式过程控制系统介绍 结合过程计算机控制系统理论的学习，我们研制了一套组合式过程控制系统，这套系统可以通过灵活、方便的管路组合，实现过程控制中的五种典型控制方式—单回路控制，串级控制、前馈控制、均匀控制和比值控制。

三、主要仪器与设备 1、计算机 2、接口研华 USB-4711A USB-4711A系列包括即插即用数据采集模块，因此无需再打开您的计算机机箱来安装板卡。仅需插上模块，便可以采集到数据，简单高效。USB-4711A 是给任何带有USB端口的计算机增加测量和控制能力的最佳途径。它通过USB 端口获得所有所需的电源，所以它无需连接外部的电源。USB-4711A在一块卡上包含了所有的数据采集功能，如：16路AI，2路AO，8路DI，8路DO，1路32位计数器，其中A/D数据采集为12位。USB-4711A板卡的如图1-2。 图 1-2 USB-4711A板卡

《检测与过程控制技术》实验指导书

《检测与过程控制技术》八个实验 1.实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验（前三个实验相关章 节：压力检测） (1) 2.实验二金属箔式应变片半桥性能实验 (3) 3.实验三金属箔式应变片全桥性能实验 (5) 4.实验十四电容式传感器的位移实验（相关章节：物位检 测） (6) 5.实验三十五热电偶测温性能实验（相关章节：温度检测） (7) 6.实验三十七热电阻测温特性实验（相关章节：温度检 测） (8) 7.实验三十九气体流量的测定实验*（相关章节：流量检测） (9) 8.温度测量控制实验（相关章节：PID控制规律） (10) ①实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理： 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε 式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。（E为供桥电压）。 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。

四、实验步骤： 1、根据图（1-1），应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R 2、R 3、R4标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=1KΩ，加热丝阻值约为50Ω左右。 2、实验模板差动放大器调零，方法为：①接入模板电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，②将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档），完毕关闭主控箱电源。 3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7在模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入），检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。

plc实验指导书

Tianhuang Teaching Apparatuses 天煌教仪 机电一体化系列 THWSP-1型 模块式柔性自动化生产线实验实训系统 实验指导书 天煌教仪 浙江天煌科技实业有限公司

目录 实验一CX-programmer软件的使用 (2) 实验二常用指令的使用（一） (4) 实验三常用指令的使用（二） (6) 实验四基本控制指令实验 (8) 实验五传送、比较、可逆计数器指令实验 (9) 实验六移位指令的使用 (10) 实验七移位指令的实际应用 (12) 实验八上料检测站（第一站） (14) 实验九搬运站（第二站） (15) 实验十加工站（第三站） (17) 实验十一安装站（第四站） (19) 实验十二安装搬运站（第五站） (21) 实验十三分类站（第六站） (24) 实验十四六站联网实验 (26)

实验一CX-programmer软件的使用 一、实验目的 1、熟悉CX-programmer6.1软件的主要操作功能。 2、初步掌握CX-programmer6.1软件对PLC的编程和监控。 3、学会编制一个简单的程序并运行通过。 二、实验设备 1、安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有CX-programmer6.1软件） 2、PLC（欧姆龙CP1H系列）一台。 3、PC与PLC的通信电缆一根（USB下载线）。 4、按钮开关板（输入）及指示灯板（输出）各一块（可用六站中的任一站取代） 三、实验步骤 1.双击桌面图标CX-Programmer“”进入编程软件。 2.点击选择，更改设备名称，设备类型。 3.点击在选择，更改端口名称，波特率。 4.编辑梯形图。

过控实验指导书

过程控制系统实验指导书编制于忠得扬增平 大连轻工业学院信息科学与工程学院

前言 本实验指导书是根据“过程控制系统课程教学大纲”的要求，结合浙江天煌科技实业有限公司提供的“THJ－3型高级过程控制实验装置”的资源情况编制的。旨在满足自动化本科“过程控制系统”课程8～10学时实验需要。 通过实验，希望能够使学生在以下几个方面学习和提高实验技能，加深对本门课程理论知识的掌握。 1、变送器特性的认识及零点迁移与满度调整； 2、自动化仪表的初步使用； 3、变频器的基本原理和初步使用； 4、电动调节阀的流量特性和原理； 5、测定被控对象特性的方法； 6、单回路控制系统的投运与参数整定； 7、串级控制系统的投运参数整定； 8、比值控制回路系统的投运参数整定； 9、控制参数对控制系统控制质量指标的影响； 10、控制系统的设计、计算、分析、接线、投运。

目录 THJ-3型过程控制系统实验装置简介 (3) 实验一过程控制系统操作实验 (12) 实验二单容水箱液位特性测试实验 (13) 实验三液位单回路系统实验 (18) 实验四水箱液位流量串级系统实验 (21) 实验五单闭环流量比值系统实验 (25)

THJ-型过程控制系统实验装置简介 本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路：一路由三（380V交流）磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成；另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵（220V变频）、涡轮流量计及手动调节阀组成。 一、被控对象 1、对象组成 由不锈钢储水箱、上、中、下三个串接有机玻璃圆筒形水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成)、冷热水交换盘管和敷塑不锈钢管道组成。 水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用优质淡蓝色圆筒型有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均为：d=25cm,h=20 cm；下水箱尺寸为：d=35cm,h=20 cm。水箱结构非常独特，有三个槽，分别是缓冲槽，工作槽，出水槽。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶液位单回路控制实验和双闭环、三闭环液位串级控制等实验。储水箱是采用不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52㎝×43㎝完全能满足上、中、下水箱的实验需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，防止两套动力支路进水时有杂物进入泵中。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙，由二层组成：加热层（内胆）和冷却层（夹套）。做温度单回路实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都有温度传感器检测其温度，可完成温度的串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。 盘管：长37米（43圈），可做温度纯滞后实验，在盘管上有三个不同的

宁波工程学院 过程控制系统 CS4000DCS实验指导书 廖远江 201402(4次实验)

过程控制系统 实验指导书 宁波工程学院 电子与信息工程学院 电气工程及其自动化教研室

目录 目录 ................................................................................................................................................. II 实验一、一阶单容水箱对象特性测试实验.. (1) 实验二、二阶双容水箱对象特性测试实验 (5) 实验三、单容水箱液位PID整定实验 (9) 实验四、双容水箱液位PID整定实验 (12)

宁波工程学院过程控制系统实验指导书 实验一、一阶单容水箱对象特性测试实验 一、实验目的 （1）熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。 （2）根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。 二、实验设备 CS4000型过程控制实验装置，PC机，DCS控制系统与监控软件。 三、系统结构框图 单容水箱如图1-1所示： 图1-1、单容水箱系统结构图 四、实验原理 阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过调节器或其他操作器，手动改变对象的输入信号（阶跃信号），同时记录对象的输出数据或阶跃响应曲线。然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。 图解法是确定模型参数的一种实用方法。不同的模型结构，有不同的图解方法。单容水箱对象模型用一阶加时滞环节来近似描述时，常可用两点法直接求取对象参数。 如图1-1所示，设水箱的进水量为Q 1，出水量为Q 2 ，水箱的液面高度为h， 出水阀V 2 固定于某一开度值。根据物料动态平衡的关系，求得：

《工业自动化仪表与过程控制》实验指导书

《工业自动化仪表与过程控制》实验指导书 授课学时：8课时 授课班级：芙蓉自动化0901、0902 授课学期：2012年上学期 授课教师：敖章洪

工业自动化仪表与过程控制实验项目一览表 实验参考书： https://www.sodocs.net/doc/7e19318842.html,GK-1型操作说明书.实验指导书

实验一实验装置的基本操作与仪表调试实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必做 一、实验目的 1）、了解本实验装置的结构与组成。 2）、掌握液位、压力传感器的使用方法。 3）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。 二、实验设备 1) TKGK-1型过程控制实验装置： 交流变频器GK-07-2 直流调速器GK-06 PID调节器GK-04 2)万用表 三、实验装置的结构框图 图1-1、液位、压力、流量控制系统的结构框图 四、实验内容 1、设备组装与检查： 1）、将GK-07-2、GK-06、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。

2）、检查挂件的电源开关是否关闭。 3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。 2、系统接线 1）、直流部分：将一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK06的控制电压“输入”；GK06的“电枢电压”和“励磁电压”输出端分别接GK01的直流他励电动机的“电枢电压”和“励磁电压”输入端。 2）、交流部分：将另一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”端接GK-07-2变频器的“2”与“5”接线端；将GK-07-2变频器的输出“A、B、C”接GK-01上三相异步电机的“A、B、C”输入端；将三相异步电机接成三角形，即“A”接“Z”、“B”接“X”、“C”接“Y”；GK-07-2 的“SD”接“STR”使电机正转打水，（若此时电机为反转则“SD”接“STF”）。 3、启动实验装置： 1）、将实验装置电源插头接到~220V市电电源。 2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。 3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，交流电压表指示220V。 4、仪表调整：（仪表的零位与增益调节） 在GK-02装置结构展示屏的左侧，有五组传感器检测信号输出：LT1、PT、LT2、FT、TT（输出标准信号DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应的输出值。在LT1、PT、LT2数字显示器的右边各有二个电位器，可通过这些电位器调整相应传感器的零位和增益，在每次实验进行之前，必须作好这些准备工作。 调试步骤如下： 1)、将三根?6的橡皮导气管（约0.6m长）的一端分别竖直地插入上、下水箱底部（上水箱两根，下水箱一根），再将它们的另一端接到三个差压传感器（MPX2010DP）的正压室。 2）、打开阀1、阀3，关闭阀7、阀8，（或者打开阀7、阀8，关闭阀1、阀3）关闭阀2、阀4、阀5、阀6，然后开启变频器（或直流调速器），启动一个齿轮泵，给上、下水箱供水，使其液面均上升至10cm高度，关闭变频器（或直流调速器）。 3）、将各增益调节电位器置于中间位置，然后调节零位调节电位器，使LT1 两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，LT2两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。 4）、零位调节 a、打开阀2、阀4，排空上、下水箱中的水，关闭阀2、阀4。 b、调节“零位调节”电位器，使LT1、LT2和PT输出为零伏，显示器显示为 00.00cm。注：稳定几分钟后进入下一步。 5）、开始增益调节： a、启动齿轮泵，使上、下水箱水位上升至于10cm高度，然后再关闭齿轮泵。 b、调节“增益调节”电位器，使LT1、LT2显示器显示10.00cm，Pa显示器显示980Pa。 6）、重复实验步骤4、5，反复调整零位和增益，使上、下水箱水位为零时，LT1、LT2、PT输出都为0V（显示器显示00.00）；上、下水箱水位上升至于10cm高度时，LT1两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，LT2两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。

PLC实验指导书

PLC（可编程序控制器）介绍 一、PLC及其应用 PLC是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 PLC的应用领域：开关量逻辑控制；运动控制；闭环过程控制；数据处理；通信。 二、PLC的基本结构组成 主要由微处理器(CPU)、存储器、输入输出接口、通讯接口、电源等组成。 1、微处理器(CPU+寄存器组) 用于接收、执行用户程序，通过故障自诊断程序，诊断PLC的各种运行错误，按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作。 归纳起来主要有以下五个方面： 1）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据； 2）诊断电源、PLC内部电路故障和编程中的语法错误等； 3）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据； 4）逐条读取并执行存储器中的用户程序，并将运算结果存入存储器中； 5）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实现控制、制表打印或数据通讯等功能。

2、存储器 在PLC中，存储器主要用于系统程序、用户程序、数据 系统程序是完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。系统程序由PLC的制造厂家编写的，直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改，系统程序在PLC使用过程中不会变动，它和PLC的硬件组成有关，它关系到PLC的性能。 用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由PLC控制对象的要求而定的，为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在EPROM中。 3、I/O接口 输入/输出接口通常也称I/O 单元或I/O 模块，是PLC与工业生产现场之间的连接通道。I/O接口分为输入接口和输出接口。 输入接口-----可以检测被控对象的各种数据，用这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据； 输出接口-----将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的； I/O接口用于实现： 1）电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信号是标准电平信号； 2）光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力，通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。 I/O接口的类型： 1）开关量输入/输出接口 2）模拟量输入/输出接口 4、通讯接口：用于与编程器或其他通讯设备的通讯。 ●与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印 ●与监视器连接，可将控制过程图像显示出来 ●与PLC 连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制 ●与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合 ●与人机界面（触摸屏）连接 ●与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口，PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。 ●与编程器连接 5、电源： ●PLC配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。 与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。因此，对于电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。 ●许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。 ●电源的容量

过程控制及仪表实验指导书

过程控制及仪表实验指导书 过程控制系统及仪表 实验指导书 潘岩左利 长沙理工大学 电气与信息工程学院 20XX年4月 1 目录 第一章系统概述第二章实验装置介绍 一、THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置二、THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台三、软件介绍 四、实验要求及安全操作规程第三章实验内容 实验一、单容自衡水箱液位特性测试实验实验二、双容水箱特性的测试实验实验三、单容液位定值控制系统实验 2 第一章系统概述 THSA-1型过程综合自动化控制系统(Experiment Platform of Process Synthetic automation Control system)THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置、THSA-1

型综合自动化控制系统实验平台及上位监控PC机三部分组成。如图1-1所示。 图1-1 THSA-1过程综合自动化控制系统实验平台 该套实验装置紧密结合工业现场控制的实际情况，能够对流量、温度、液位、压力等变量实现系统参数辨识，并能够进行单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、滞后控制、比值控制、解耦控制等多种控制实验，是一套集成了自动化仪表技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术及现场总线技术等的多功能实验设备。 THSA-1型过程综合自动化控制系统能够为在校学生和相关科研人员提供有力帮助。学生通过学习，应对传感器特性及零点漂移有初步认识，同时能掌握自动化仪表、变频器、电动调节阀等仪器的规范操作，并能够整定控制系统中相关参数。 这套实验设备综合性强，所涉及的工业生产过程多，所有部件均来自工业现场，严格遵循相关国家标准，具有广泛的可扩展性和后续开发功能，有利于培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的创新能力. 整套实验装置的电源、控制屏均装有漏电保护装置，装置内各种仪表均有可靠的自保护功能，强电接线插头采用封闭式结构，强弱电连接采用不同结构接头，安全可靠。 3

《过程控制系统》实验报告(最新版)

实验一、单容水箱特性的测试 一、实验目的 1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。 二、实验设备 1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置 2. 计算机及相关软件 3. 万用电表一只 三、实验原理 图2-1单容水箱特性测试结构图

由图2-1可知，对象的被控制量为水箱的液位H，控制量（输入量）是流入水箱中的流量Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系，在平衡状态时 Q1-Q2=0 (1) 动态时，则有 Q1-Q2=dv/dt (2) 式中V 为水箱的贮水容积，dV/dt为水贮存量的变化率，它与H 的关系为 dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3) A 为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得 Q1-Q2=Adh/dt (4) 基于Q2=h/RS，RS为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-h/RS=Adh/dt 即 ARsdh/dt+h=KQ1 或写作 H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5) 式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。 式(5)就是单容水箱的传递函数。 对上式取拉氏反变换得

(6) 当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当t=T 时，则有 h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞) 式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图2-2 所示。当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数 T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A 点。图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得的传 递函数为：

过程控制实验指导书讲解

过程控制实验指导书 授课学时：16课时 授课专业：自动化 授课教师：姜倩倩

目录 过程控制实验项目一览表 ............................................................................................ - 1 - 实验一：一阶系统数学模型的建立 ............................................................................ - 2 - 实验二：PID控制器参数自整定............................................................................... - 4 - 实验三水箱液位PID控制........................................................................................ - 8 - 实验四水箱压力的PID调节控制 .......................................................................... - 14 - 实验五串级水位控制系统设计 ............................................................................ - 17 - 实验六前馈-反馈控制系统仿真实验 .................................................................... - 19 - 实验七单片机液位控制系统 .................................................................................. - 22 - 实验八单容液位PLC控制 ...................................................................................... - 25 -

过程控制实验指导书

过程控制及仪表实验指导书 襄樊学院

实验装置的基本操作与仪表调试 一、实验目的 1、了解本实验装置的结构与组成。 2、掌握压力变送器的使用方法。 3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。 二、实验设备 1、THKGK-1型过程控制实验装置 GK-02 GK-03 GK-04 GK-07 2、万用表一只 三、实验装置的结构框图 图1-1、液位、压力、流量控制系统结构框图 四、实验内容 1、设备组装与检查： 1）、将GK-02、GK-03、GK-04、GK-07挂箱由右至左依次挂于实验屏上。并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。 2）、先打开空气开关再打开钥匙开关，此时停止按钮红灯亮。 3）、按下起动按钮，此时交流电压表指示为220V，所有的三芯蓝插座得电。 4）、关闭各个挂件的电源进行连线。 2、系统接线： 1）、交流支路1：将GK-04 PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出” 接GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负），GK-07的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U1、V1、W1”输入端；GK-07 的“SD”与“STF”短接，使电机驱动磁力泵打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STR”短接）。

2）、交流支路2：将GK-04 PID调节器的给定“输出”端接到GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负）；将GK-07变频器的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U2、V2、W2”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机正转打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。 3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节） 在GK-02挂件上面有四组传感器检测信号输出：L T1、PT、L T2、FT（输出标准DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应水位高度、压力、流量的值。对象系统左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，当拧开其右边的盖子时，它里面有两个3296型电位器，这两个电位器用于调节传感器的零点和增益的大小。（标有ZERO的是调零电位器，标有SP AN的是调增益电位器） 4、调试步骤如下： 1)、首先我们在水箱没水时调节零位电位器，使其输出显示数值为零。 2）、用交流支路1打水（也可以用交流支路2打水）：打开阀1、阀3、阀4，关闭阀5、阀6、阀7，然后开启GK-07变频器及GK-04给定启动三相磁力泵给上、下水箱打水，使其液面均上升至10cm高度后停止打水。 3）、看各自表头显示数值是否与实际水箱液位高度相同，如果不相同则要调节增益电位器使其输出大小与实际水箱液位的高度相同，同法调节上、下水箱压力变送器的零位和增益。 4）、按上述方法对压力变送器进行零点和增益的调节，如果一次不够可以多调节几次，使得实验效果更佳。 五、预习 熟读本书第一部分THKGK-1型过程控制实验装置产品使用说明书的相关内容。 六、实验报告 自行绘制表格测出压力变送器的特性。 实验一、计算机控制系统实验 一、实验目的 1、了解计算机控制系统的基本构成。 2、掌握本装置计算机实时监控软件的使用 3、熟悉计算机控制算法。 4、掌握计算机控制的参数整定方法。 二、实验设备 1、THKGK-1过程控制实验装置：

过程控制系统课程设计指导书

过程控制系统课程设计指南

目录 第一部分课程设计的目的和要求1 第二部分课程设计的一般描述2 实验装置说明2 2 被控对象特性测试示例10 第三部分课程设计题目13 主题1 锅炉夹套和被加热介质的温度控制13话题2双闭环流量比控制20 话题 3 温度的滞后控制27 话题 4 流的滞后控制30

第一部分课程设计的目的和要求 一前言 过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续或按一定循环程序对生产过程进行自动控制。自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程中，过程控制技术在实现各项最优技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面发挥着越来越重要的作用。 二课程设计的目的 在本课程的设计中，通过设计一套完整的生产过程控制系统，在进一步加深对《过程控制系统》课程内容的理解和掌握的基础上，重点培养学生使用《过程检测》与控制仪表》、《自动控制原理》、《微机控制技术》和《过程工程基础》等课程综合运用所学知识。锻炼学生综合知识应用能力，让学生了解设计方法、步骤、通用工程系统的系统集成和运行。 三课程设计要求 根据课程设计指南中提供的主题，根据给定的设计任务，自行设计系统结构，分析系统的特点和系统特性，根据“可选”的受控对象设计相应的控制系统，并连接实验室中的系统组件，构建硬件系统。您可以自己跳线、连接和连接对象、控制器和计算机。通过控制器、监控计算机和实验对象的在线调试、执行和观察结果，达到预期的应用功能和控制目的，比较不同方案的应用效果，完成设计任务书. 1.访问与流程相关的信息。 2.根据工艺要求分析、比较和设计方案（说明其合理性、工作原理和工作流程）。 3.受控对象用仪表来描述。 4.控制方案的选择及其讨论，控制系统框图及其描述。 5.完成了物体特性曲线的测试，建立了物体的数学模型。

电子科技大学 PLC实验指导书(答案)

PLC实验指导书

目录 实验一基本指令实验 (3) 实验二常用功能指令实验 (8) 实验三交通灯控制实验 (16) 实验四刀库捷径选择控制实验 (18) 实验五液体混合装置自动控制实验 (22) 实验六四级传送带控制实验 (25) 实验七步进电机控制实验 (27) 实验八邮件分拣控制实验 (29) 附录 (33)

实验一基本指令实验 一、实验目的 1．熟悉PLC实验装置。 2．练习手持编程器的使用 3．熟悉系统操作。 4．掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。 5．掌握定时器指令的使用。 6．掌握计数器的使用。 7．掌握计数器/定时器内部时基脉冲的参数设置。 二、实验内容 1．熟悉三菱GX-Developer 编程软件的使用方法，请详细阅读本书附录的全部内容。 2．编制梯形图并写出程序，通过程序判断Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。 3．熟悉时间继电器典型电路的工作原理，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。 三、实验原理 1．线圈驱动指令LD、LDI、OUT LD：取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。 LDI：取反指令。表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。 OUT：线圈驱动指令，也叫输出指令。 LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C，用于将接点接到母线上。也可以与ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起点也可使用。 OUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y、M、S、T、C。对输入继电器X不能使用。OUT指令可以连续使用多次。 LD、LDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。OUT是多程序步指令，要视目标元件而定。 OUT指令的目标元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K。 2．接点串联指令AND、ANI AND，与指令。用于单个常开接点的串联。

PLC实验指导书

PLC实验指导书 可编程控制器课程设计 第一部分、TVT－90A2实验箱介绍 一、概述 TVT—90A2型PLC教学训练装置，主要自动化、电气工程及其自动化、机电一体化等专业的PLC教学实验课程的开设；也可用于工程技术人员进 行PLC控制系统的初级培训。 该装置主要配置有主机、PLC数字量调试单元、模拟量指示调节单元，实验模拟板等。可完成指令系统训练，程序设计训练，并可能过继电器接 口板与实际系统连接，完成实际系统的PLC控制。 图1.外形图 二、TVT—90A2箱式PLC训练装置的使用 TVT—90A2训练装置主要由可编程序控制器，主机板和实验模拟板组 成（见图2）。 ●用实验连接导线将主机板关部分相连接可完成指令系统训练； ●用实验连接导线将主机板与实验模拟板相关部分相连接可完成程序 系统 训练； ●用连接导线将主机板与实际系统的部件连接可作为开发机使用，进 行现

场调试。 可编程序控制器实验模拟板主机板 图2.总体结构图 1、TV—90A2训练装置的基本配置 ●主机箱（包含可编程序控制器、主机板和实验模拟板）1 个 ●实验连接导线1 套 ●220VAC电源线一 条 ●RS-232通讯电缆 一条 2、TV—90A2训练装置的结构组成 ①可编程序控制器组成： ●主机模块：日本欧姆龙 CPM2A-30CDR-A （18点开关量输入；12点开关量输出） ●扩展模块：CPM1A-20ED1 （12点开关量输入）

●扩展模块：CPM1A-MAD02-CH （4路模拟量输入；1路模拟量输出） 图3.PLC组成 手持编程器接口RS-232串行接口 ②主机板的组成： ●●●●●●●●●● PLC输入、输出连线插孔8个波动开关一个2位拨码器一个16键矩阵键盘一个8段数码管5个LED指示灯2个模拟量指针表1个24VDC电源1个0~10V和1个0~20mA可调信号源电源开关及保险管 24VDC电源8位拨动开关图4.主机板功能构成分布 16键矩阵键盘电源开关及保险PLC输入连线插孔区PLC输出连线插孔区8段数码管PLC模拟通道连线插孔区5位指示灯电压、电流可调信号源模拟量指示表2位拨码器③试验模拟板的组成： 实验模拟板上共分为6个特定试验功能区域，由模拟图形、指示灯和连线插孔组成。6个特定试验功能区域分别为：电机控制部分、交通灯自控和手控部分、多种液体自动混合部分、自动正、回火炉部分、邮件分拣器部分和继电器接口部分。 图5.试验模拟板 三、TVT—90A2训练装置主要技术参数 （1）PLC主机（PM2A-30CDR-A）的主要技术数据：