變頻器單容液位控制實驗
一、實驗目的1．了解單回路單容液位定值控制系統的結構與組成。
2．掌握單回路液位定值控制系統控制器參數的整定。
3．研究控制器相關參數的變化對系統動態性能的影響。
4. 了解變頻器液位控制的特點。
二、 實驗設備
1．過程控制綜合實驗裝置—DDC控制模塊
2．計算機及MCGS組態軟件—DDC控制實驗_ModBusRTU.MCG
3．實驗專用線若干及RS485轉232通訊線一根。
三、實驗原理
本實驗采用計算機控制,將液位控制在設定高度。將水箱液位信號輸出給計算機,計算機根據P、I、D參數進行PID運算，輸出信號給變頻器，然后由變頻器控制供水系統的進水流量，從而達到控制設定液位基本恒定的目的。
單容水箱液位過程控制的方塊原理圖如圖3.7所示。
圖3.7 單容水箱液位過程控制原理圖
四、實驗步驟與內容
1．了解實驗裝置中的對象，流程圖如圖3.8所示, 以超聲波液位信號舉例。
圖3.8 變頻器支路液位控制流程圖
2．按要求連接實驗導線。
在傳感器信號輸出區域，將上水箱液位信號LT1用實驗線連接到DDC控制模塊的AI0信號輸入端，正負一一對應。
將DDC控制模塊輸出信號AO0連接到執行器控制信號輸入區的變頻器控制信號端口，正負一一對應。
3．使用485轉232通訊線將控制臺側邊DDC通訊口 “COM1” 與上位機連接。
4．將手動閥門2V1、V3、V4打開，關閉2V2、2V3。
5．先打開控制臺左側的總電源開關，按“Start”按鈕啟動設備，再打開DDC電源開關。
6．運行計算機上的 DDC控制實驗_ModBusRTU.MCG工程，選擇“系統管理”下拉菜單中的“用戶登錄”，出現的界面如圖3.10所示。
圖3.10 “用戶登錄”界面
7．點擊“確認”，用戶登錄完畢。選擇“單回路控制實驗”下拉菜單中的“變頻器支路單容液位控制實驗”。出現如圖3.11所示的“變頻器支路單容液位控制實驗”界面。
圖3.11 “變頻器支路單容液位控制實驗”界面
8．點擊“參數設置”，出現的界面如圖3.12所示。
圖3.12 “參數設置”界面
9．將AI0設置為0 – 30。點擊退出，參數設置完畢。
10．按本章第一節中的經驗法或動態特性參數法整定調節器參數，選擇PI控制規律，并按整定后的PI參數進行調節器參數設置。
Ts=1 （參考值）
SV=10 （參考值）
Kc=7 （參考值）
Ti=30 （參考值）
Td=0 （參考值）
11.選擇計算機控制方式，在控制臺上打開變頻器電源開關，打開變頻器啟停開關
12．穩定后，分別適量改變調節儀的P及I參數，用計算機記錄不同參數時系統的階躍響應曲線。
13．分別用P、PD、PID三種控制規律，用計算機記錄不同控制規律下系統的階躍響應曲線。
14．實驗結束后，停止變頻器，關閉變頻器電源，拆除實驗線。
五、實驗報告要求
1．畫出變頻器單容水箱液位定值控制實驗的結構框圖。
2．用實驗方法確定控制器的相關參數，寫出整定過程。
3．比較不同PID參數對系統的性能產生的影響。
4．分析P、PI、PID三種控制規律對本實驗系統的作用。
六、思考題
1. 改變比例度δ和積分時間TI對系統的性能產生什么影響？