自动化专业高级过程控制实验详解

"该资源为一个关于自动化专业实验的PPT文档，主要涵盖了过程控制实验系统，特别是高级过程控制实验的介绍。实验内容包括水箱液位控制和锅炉内胆水温控制，涉及系统特性测试、控制策略以及实际操作注意事项。文档强调了系统静差问题，并介绍了不同对象特性的测试和整定方法。" 正文: 自动化专业实验在培养工程师对过程控制的理解和实践能力方面扮演着关键角色。本实验系统——高级过程控制实验系统，由北京交通大学先进控制系统研讨所设计，旨在让学生深入了解并掌握连续生产过程中的自动化控制技术。实验涵盖多个重要环节，如系统特性测试、控制器参数整定以及实际操作技能。 首先，实验中的水箱液位控制实验旨在研究单容水箱的特性。在这一部分，学生需要绘制液位定值控制的系统框图，理解如何通过控制进水和排水来维持设定的液位。实验过程中，可能会引入微分作用以改善系统的动态性能，微分时间常数TD通常与积分时间常数TI成一定比例关系。 接下来，锅炉内胆水温控制实验则要求学生测试并控制锅炉内胆的静态水温。通过铂电阻TT1检测水温，然后利用调理器控制三相电加热管的电压，以实现温度的精确调节。在进行此类实验时，安全操作至关重要，避免对设备造成不必要的损坏。 在实验前，需要对系统进行预设，如确保储水箱有足够的水量，正确调整各个阀门的位置，以便于实验的顺利进行。对于锅炉内胆特性测试，学生需要掌握不同方法，如临界比例度法、4:1衰减曲线法或动态特性参数法，以确定最佳的控制参数。 过程控制是自动化技术的核心组成部分，广泛应用于石油、化工、电力等领域，对于提高生产效率、降低成本、改善工作环境和保障生态安全具有重大意义。在实际应用中，针对不同类型的被控对象，如一阶惯性环节，可能需要采用不同的整定策略。例如，对于具有小滞后的一阶惯性环节，动态特性参数法可能更为适用。 实验过程中，学生不仅需要理解理论知识，还要能够分析系统响应，根据阶跃响应曲线计算动态特性参数（如增益K、时间常数T和延迟时间τ），并据此调整控制器参数，以达到理想的控制效果。这种实践经验对于他们未来在工业界解决实际问题具有深远影响。 这份PPT文档为自动化专业的学生提供了一个全面的实践平台，通过具体的实验项目，深入学习过程控制系统的理论与实践，从而提升他们的专业技能和创新能力。