塔釜温度控制实验

一、实验目的

1）、了解单回路温度控制系统的组成与工作原理。

2）、研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对温度系统的控制作用。 3）、改变P、PI、PD和PID的相关参数，观察它们对系统性能的影响。 二、实验设备

CS5000型过程控制实验装置， PC机，DCS监控软件，DCS控制系统。 三、实验原理

给定值温度+DCS控制系统电加热管T-温度变送器

图5-1、温度控制系统原理图

本系统所要保持的恒定参数是塔釜温度给定值，即控制的任务是控制塔釜温度等于给定值。根据控制框图，采用DCS控制系统。 一、 实验内容与步骤 1)设备的连接和检查：

（1）、将CS5000实验对象的塔釜打好水。

（2）、启动实验装置软件，启动实验软件进入监控画面。 （3）、点击“塔釜温度调节”，并进入调整画面。

2) 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”栏中输入设定的温度值。

3)、点击上位机界面上的“点击以下框体调出PID参数”按钮，设定好给定值，并根据实验情况反复调整Ｐ、Ｉ、Ｄ三个参数，直到获得满意的的测量值。 4）比例积分微分（PID）调节器控制

（1）、在比例调节器控制实验的基础上，待被调量平稳后，引入积分（I）作用，使被调量回复到原设定值。减小P，并同时增大I，观察加扰动信号后的被调量的动态曲线，验证在PI调节器作用下，系统的余差为零。

（2）、在PI控制的基础上加上适量的微分作用“D”，然后再对系统加扰动（扰动幅值与前面的实验相同），比较所得的动态曲线与用PI控制时的不同处。 （3）、选择合适的P、I和D ，以获得一条较满意的动态曲线。 五、实验报告要求。

1）、用临界比例度法整定三种调节器的参数，并分别作出系统在这三种调节器控制下的阶跃响应曲线。

2）、作出比例调节器控制时，不同P值时的阶跃响应曲线，得到的结论是什么？ 3）、分析PI调节器控制时，不同P和I值对系统性能的影响？ 4）、绘制用PD调节器控制时系统的动态波形。 5）、绘制用PID调节器控制时系统的动态波形。 六、思考题

1）、在阶跃扰动作用下，用PD调节器控制时，系统有没有余差存在？为什么？ 2）、在温度控制系统中，为什么用PD和PID控制，系统的性能并不比用PI控制有明显地改善？