内容发布更新时间 : 2024/5/16 3:45:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

4 单容水箱液位组态控制实验报告

学院：自动化学院 班级： 学号： 姓名:

单容水箱液位组态

一．实验目的：

1.熟悉单容水箱液位调节阀PID控制系统工作原理 2.熟悉单用户项目组态过程

3.掌握WINCC画面组态设计方法 4.掌握WINCC过程值归档的组态过程 5.掌握WINCC消息系统的组态过程 6.掌握WINCC报表系统的组态过程

二：单容水箱实验原理

1、实验结构介绍

水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过闸板开度来改变。被调量为水位H。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。

直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定，或者AO模块直接输出电流。)

调整水箱出口到一定的开度。

突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。

FV101 给定值

Qi Qo h LT 103 图4-1单容水箱液位数学模型的测定实验

通过物料平衡推导出的公式：

QO?kH,Qi?k?? 那么

dH1?(k???kH)， dtF其中，F是水槽横截面积。在一定液位下，考虑稳态起算点，公式可以转换成RCdH?H?k?R?。 dt2H0k公式等价于一个RC电路的响应函数，C=F就是水容，R?就是水阻。

如果通过对纯延迟惯性系统进行分析，则单容水箱液位数学模型可以使用以下S函数表示：

G(S)?KR0。

S(TS?1)相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》，金以慧编著。

2、控制系统接线表

测量或控制测量或控制量标使用PLC端口 使用ADAM端口 量 号 下水箱液位 LT103 AI0 AI0 调节阀

3参考结果

单容水箱水位阶跃响应曲线，如图4-2所示：

FV101 AO0 AO0

图4-2 单容水箱液位飞升特性

此时液位测量高度184.5 mm，实际高度184.5 mm -3.5 mm =181 mm。实际开口面积5.5x49.5=272.25 mm2。此时负载阀开度系数：

k?Q/Hmax?6.68x10?4m2.5/s。 水槽横截面积：0.206m2。

那么得到非线性微分方程为(标准量纲):：

dH/dt?(0.000284?0.000668H)/0.206?0.00138?0.00324H