基于过程控制的单回路系统液位实验研究

赵 莉

(江苏省连云港中等专业学校，江苏 连云港 222003)

摘 要：介绍了HGK-1型过程控制实验平台，以平台为基础对工业现场单回路控制液位进行实验研究，采用PID控制方式，通过液位趋势图，总结控制规律。

关键词：过程控制；PID控制器；单回路；液位控制

中图分类号：TP273+5 文献标识码：A 文章编号：1672－4801(2010)04－94－02

HGK-1型过程控制实验平台是基于工业过程模拟对象的多功能实验装置，包括锅炉、管道、阀门、水箱、水缸等部件装置，由被控过程、过程检测与变送、过程控制以及执行机构四部分内容组成，以温度、液位、压力、流量为其主要受控变量或操纵变量，由PLC、工作电源和所有来自被控过程的过程检测与变送信号构成过程控制实验操作台。本文对工业现场单回路控制液位进行实验研究，采用PID控制方式，通过液位趋势图，总结控制规律。

模拟输入模块插孔相连，以取得输入信号。从总监测台界面观察各过程控制量的设定值、当前值与控制输出。

1 水箱液位单回路系统

图2 液位控制面板连接线

将PLC面板上的“自动/手动”开关打到手动，用短导线连接PLC模拟输出模块插孔与现场执行机构的输出插孔，调节电位器大小，手动控制阀门开度，在界面上观察控制量与当前值的变化。

将“手动/自动”开关打到自动，进入液位控制界面，选择水箱液位控制，点击“手动/自动”按钮

图1 水箱液位单回路控制系统框图

使其处于PLC自动控制输出状态。在输入框中进行给定值、PID各参数的设定。首先将积分常数、微分常数设为0，调节比例系数的大小，点击液位趋势图观察液位当前值的变化情况、及稳定后的效果。

在取得较好的比例控制的情况下，保持比例系数不变，改变积分常数的大小，经过反复实验，通过趋势图观察液位当前值的变化情况，并与纯比例控制的情况进行对比。由此整定出较理想的比例系数与积分常数。

在控制中加入微分常数，调节其大小，观察微分常数对于过程控制的影响。点击“手动/自动”按钮使其处于手动状态，手动调节输出量CV的值，观察液位当前值与趋势曲线的变化。(下转第108页)

如图1 所示，水箱液位单回路控制系统通过液位传感器(0～600mm)测量控制对象(水箱液位)，通过CompactLogix的CPU模块进行调节控制，其中PID模块由RSLogix5000编程环境给出，由进水电动调节阀充当执行机构。液位的给定值、PID参数等变量可在PC中的控制界面中设置。

2 实验步骤

如图2所示，打开PLC与过控实验装置电源，从过程控制装置上的仪表观察液位的当前值与阀门开度。打开PC上的操作平台，用短导线将PLC面板上来自现场传感器的输入信号插孔与PLC的

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