实验三上水箱下水箱液位串级控制实验一.实验目的1.掌握串级控制系统的基本概念和组成。2.掌握串级控制系统的投运与参数整定方法。3.研究阶跃扰动分别作用在副对象和主对象时对系统主被控量的影响。二.实验原理上水箱液位作为副调节器调节对象，下水箱液位做为主调节器调节对象。控制框图如图3-1所示：3-1、上水箱下水箱液位串级控制框图三.实验设备AE2000A型过程控制实验装置：上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、万用表一只四.实验内容和步骤1、设备的连接和检查：（1）、关闭阀1、阀22将AE2000A实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。（2）、打开以丹麦泵、电动调节阀、涡轮流量计组成的动力支路至上水箱的出水阀门：阀1、阀4、阀6，关闭动力支路上通往其他对象的切换阀门:阀2、阀10、阀17、阀20。（3）、打开上水箱的出水阀：阀8至适当开度。（4）、检查电源开关是否关闭2、系统连线图：图3-2、实验接线1）、如图5-2所示：将I/O信号接口板上的下水箱液位的钮子开关打到OFF位置，上水箱液位的钮子开关打到ON位置。2）、将下水箱液位+（正极）接到任意一个智能调节仪的1端（即RSV的+极），下水箱液位-（负端）接到智能调节仪的2端（即RSV的-极）。智能仪表的地址设为1，软件定义调节仪地址为1的调节器为主调节器，调节仪地址为2的调节器为副调节器。3）、将主调节仪的4~20mA输出接至I/O信号面板的温度变送器转换电阻上转换成1~5V电压信号，再将此转换信号接至另一调节仪（副调节器）的1端和2端作为外部给定，上水箱液位信号转换为0.2~1V的信号后接入副调节器的3、2两端。调节器输出的4~20mA接电动调节阀的4~20mA控制信号两端。4）、电源控制板上的三相电源、单相Ⅰ的空气开关、单相泵电源开关打在关的位置。5）、电动调节阀的~220V电源开关打在关的位置。6）、智能调节仪的~220V电源开关打在关的位置。3、启动实验装置：1）、将实验装置电源插头接到380V的三相交流电源。2）、打开电源三相带漏电保护空气开关，电压表指示380V。3）、打开总电源钥匙开关，按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源。4）、启动计算机MCGS组态软件，进入实验系统相应的实验如图5-3所示：图5-3、实验软件界面5）、设定主控参数和副控参数。主调节器的参数与单回路闭环控制设定方法一样，副调节器的参数主要的区别在于参数Sn应设为32，CF应设为8。6）、待系统稳定后，在上水箱给一个阶跃信号，观察软件的实时曲线的变化，并记录此曲线。7）、系统稳定后，在副回路上加干扰信号，观察主回路和副回路上的实时曲线的变化。记录并保存曲线。五.实验报告要求。1.画出串级控制系统的控制方块图。2.分析串级控制和单回路PID控制不同之处。六.注意事项1.实验线路接好后，必须经指导老师检查认可后方可接通电源。2.系统连接好以后，在老师的指导下，运行串级控制实验。七.思考题1.串级控制控制相比于单回路控制有什么优点?
