实验二串级控制系统设计性实验一、实验目的1、学习串级控制系统的原理。2、了解串级控制系统的特点。3、掌握串级控制系统的控制器参数调整和投运4、研究串级控制系统对扰动的调节作用及克服扰动的能力。二、实验设备A3000-FS/FBS现场系统，控制系统，以及上位监控计算机及组态王软件。1、现场系统组成A3000现场系统（A3000-FS和A3000-FBS）包括三水箱，一个锅炉，一个强制换热器，两个水泵，两个流量计，一个电动调节阀。其他还包括加热管，大水箱。换热器大储水箱FT102PT101JV201锅炉调节阀滞后管FT101上水箱中水箱下水箱电磁阀LT101LTI02LT103LS101TE102TE105TE103TE104TE101LS102JV101JV204JV205JV102JV206JV103JV106XV102JV207JV502JV305JV304JV104FV101JV601JV503JV105滞后管电磁阀XV1012.实验控制系统.A3000控制系统（A3000-CS）包括了传感器执行器I/O连接板、三个可换的子控制系统板，第三方控制系统接口板。整个部分设计在一个工业机柜中，开放性极强。一个前门，保证了设备防尘、散热等需要。内部结构设计合理，布线完全按照工业要求，整齐、可靠。系统结构如图所示。左边是机柜布置简图，右边是各个控制系统的半模拟屏简图。控制系统结构图：三、实验内容及设计要求（写出预习报告）、1、串级控制系统设计：根据过程控制实验室的过程控制实验装置A3000系统，参考实验指导书，设计一个串级控制系统，说明设计意图。画出带控制点的工艺流程图和方框图。、2、如何运行至稳态工艺点？、3、串级控制系统投运：参考资料写出投运步骤、4、串级控制系统整定：写出采用整定方法，说明主副控制器的正反作用、采用的控制规律。、5、、串级控制系统特性的测试：测试内容设计、实现方法（主要考虑串级控制系统对扰动的调节作用及克服扰动的能力。）（参考《A3000高级过程控制系统实验指导书V3》闭环双水箱液位串级控制系统实验）四、实验步骤控制系统结构举例标准机柜传感、执行器连接板第一控制系统第二控制系统第三控制系统常规仪表，DDC，或PLCRS485到以太网网络接入设备实验接口过程级管理级网关系统1、按照A3000装置系统示意图，根据液位串级控制系统流程图通过管路中手动阀门的开闭状态，正确连接工艺管道。2、根据液位串级控制系统流程图及方框图在A3000控制系统上进行传感器、执行器与控制器的接线。3、控制系统上电，启动上位监控计算机及组态王软件，进入组态王软件的实验界面，点击闭环双水箱液位串级控制系统的名称，进入闭环双水箱液位串级控制系统的监控画面。观察闭环双水箱液位串级控制系统的监控画面，明确各参数的名称及功能，了解监控画面实时趋势曲线中各条曲线的名称。4、打开装置水泵的电源，开水泵，A3000装置开始运行。检查工艺管道连接是否正确？运行至稳态工艺点。5、选择闭环双水箱液位串级控制系统主副控制器的控制规律6、串级控制系统的投运串级控制系统的投运遵循的原则：其一投运的顺序：一般都采用先投副环后投主环的投运顺序；其二是投运过程必须保证无扰动切换。串级控制系统的投运与参数整定的方法有关。两步法整定参数的系统投运步骤如下。①设置主控制器为“内给”、“手动”，设置副控制器为“外给”、“手动”。②主控制器手动输出，调整副控制器手动状态遥控输出，使装置处于要求的工况，即使主变量慢慢在给定值附近稳定下来，③调整副控制器手动状态遥控输出，使副变量慢慢在给定值附近稳定下来，即至副控制器偏差为零时，将副控制器切“自动”④调整主控制器手动输出至主控制器偏差为零时，将主控制器切“自动”。LIC101图6-1-1液位串级控制实验水泵LT102下水箱V104中水箱V103LT103LIC102第一个动力支路引入干扰给定值输出值输入值给定值⑤整定副控制器参数（参数整定方法见第7项），使副被控变量的响应满足所需性能指标(例如衰减比指标)。整定主控制器参数．使主被控变量的响应满足所需性能指标(例如衰减比指标、余差等)。串级控制系统的投运宜先副后主，由于设置副环的目的是提高主被控变量的控制品质，因此，对副控制器参数整定的结果不应作过多限制，应以快速、准确跟踪主控制器输出为整定参数的目标。当工艺过程对副被控变量也有一定...
