项目三 下水箱液位控制系统操作 任务一 二阶双容下水箱对象特性测试 任务二 双容下水箱液位PID整定操作.

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1 项目三 下水箱液位控制系统操作 任务一 二阶双容下水箱对象特性测试 任务二 双容下水箱液位PID整定操作

2 Tuning of the PID Parameters of the Lower Tank
能力目标 :1．能够正确操作DCS系统。 2．能够对双容对象进行PID参数整定。 知识目标 :1．PID参数整定方法。 2．响应曲线分析。 素质目标 :培养自主学习能力，挖掘潜在创造力，激发设计才 能，培养团队意识、组织协调能力、创新思维能力，培养分析和解决问题的能力。

3 一、任务汇报 ----双容水箱液位控制操作方法 二、团体讨论、评价 任务二 双容下水箱液位PID整定操作
2、选择一组学生进行操作 二、团体讨论、评价 1、分小组进行讨论，对刚刚的操作进行评价 2、互相交流

4 任务二 双容下水箱液位PID整定操作 三、任务分析 双容水箱液位控制系统的方框图

5 （3） 临界比例度法 被控变量作等幅振荡时的δK与TK
任务二 双容下水箱液位PID整定操作 PID参数整定方法 （1）经验揍试法: 经验法又叫现场凑试法，即先确定一个调节器的参数值PB和Ti，通过改变给定值对控制系统施加一个扰动，现场观察判断控制曲线形状。若曲线不够理想，可改变PB或Ti，再画控制过程曲线，经反复凑试直到控制系统符合动态过程品质要求为止，这时的PB和Ti就是最佳值。如果调节器是PID三作用式，那么要在整定好的PB和Ti的基础上加进微分作用。由于微分作用有抵制偏差变化的能力，所以确定一个Td值后，可把整定好的PB和Ti值减小一点再进行现场凑试，直到PB、Ti和Td取得最佳值为止。显然用经验法整定的参数是准确的。但花时间较多。 （2）4 ：1 衰减曲线法 衰减曲线法是以4：1或10：1衰减作为整定要求的，先切除调节器的积分和微分作用 ，用凑试法整定纯比例控制作用的比例带PB（比同时凑试二个或三个参数要简单得多），使之符合4：1或10：1衰减比例的要求，记下此时的比例带PBs和振荡周期Ts。如果加进积分和微分作用，可按下表给出经验公式进行计算。若按这种方式整定的参数作适当的调整。对有些控制对象，控制过程进行较快，难以从记录曲线上找出衰减比。这时，只要被控量波动2次就能达到稳定状态，可近似认为是4：1的衰减过程，其波动一次时间为Ts （3） 临界比例度法 被控变量作等幅振荡时的δK与TK 临界比例带法，用临界比例带法整定调节器参数时，先要切除积分和微分作用，让控制系统以较大的比例带，在纯比例控制作用下运行，然后逐渐减小PB，每减小一次都要认真观察过程曲线，直到达到等幅振荡时，记下此时的比例带PBk(称为临界比例带)和波动周期Tk，然后按表3-4-3给出的经验公式求出调节器的参数值。按该表算出参数值后，要把比例带放在比计算值稍大一点的值上，把Ti和Td放在计算值上，进行现场观察，如果比例带可以减小，再将PB放在计算值上。这种方法简单，应用比较广泛。但对PBk很小的控制系统不适用。

6 任务二 双容下水箱液位PID整定操作 四、知识传授 1、设备的连接和检查： 2、启动实验装置
1对象的储水箱灌满水（至最高高度）。 ）、将AE2000A 实验 （2）、打开以丹麦泵、电动调节阀、电磁流量计组成的动力支路至下水箱的出水阀门：阀1、阀4、阀7、阀9、阀10，关闭动力支路上通往其他对象的切换阀门。 （3）、打开下水箱的出水阀：阀10至适当开度。 （4）、检查电源开关是否关闭 2、启动实验装置 技能启动电源和DCS上位机组态软件，进入主画面，然后进入实验五画面。 在上位机软件界面用鼠标点击调出PID窗体框，用鼠标按下自动按钮，在“设定值”栏中输入设定的下水箱液位。 在参数调整中反复调整P，I，D三个参数，控制上水箱水位，同时兼顾快速性，稳定性，准确性。 待系统的输出趋于平衡不变后，加入阶跃扰动信号（一般可通过改变设定值的大小或打开旁路来实现）

7 五、提高 ——操作 六、理论提高 任务二 双容下水箱液位PID整定操作 1、分小组操作 2、小组汇报 (一)比例控制规律
(二)比例积分控制规律 (三)比例微分控制规律 (四)比例积分微分控制规律

8 七、总结 八、课后作业布置 九、下次课任务布置 任务二 双容下水箱液位PID整定操作 1、PID控制规律 2、DCS控制系统的的启动与运行
4、DCS控制系统中PID参数整定方法 八、课后作业布置 1）、为什么双容液位控制系统比单容液位控制系统难于稳定？ 2）、试用控制原理的相关理论分析PID调节器的微分作用为什么不能太大？ 3）、为什么微分作用引入必须缓慢进行？这时比例P是否要改变？为什么？ 4）、调节器参数（P、Ti和Td）的改变对整个控制过程有什么影响？ 九、下次课任务布置

9 九、下次课任务布置 任务二 双容下水箱液位PID整定操作