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
f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QiQoh
LT103
图41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：
QOkHQik
那么
dH1kkH，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RC
dHHkR。dt
公式等价于一个RC电路的响应函数，CF就是水容，R
2H0k
就是水阻。
f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：
GSKR0。STS1
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LT103AI0AI0调节阀3参考结果单容水箱水位阶跃响应曲线，如图42所示：FV101AO0AO0
图42单容水箱液位飞升特性
此时液位测量高度1845mm，实际高度1845mm35mm181mm。实际开口面积55x49527225mm。此时负载阀开度系数：
kQHmax668x104m25s。
水槽横截面积：0206m。那么得到非线性微分方程为标准量纲：
dHdt00002840000668H0206000138000324H
f进行线性简化，可以认为它是一阶惯性环节加纯延迟的系统
GsKesTs1。
三．对A3000的系统理解：A3000高级过程控制实验系统独创现场系统概念，而不是对象系统。现场系统包括了实验对象单元、供电系统、传感器、执行器包括电动调节阀、变频器及调压器、以及半模拟屏，从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。1、A3000特点1现场系统通过一个现场控制箱，集成供电系统、变频器、移相调压器、以及现场继电器，所有驱动电力由现场系统提供。它仅r