接实验系统。将“ LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ ON”的位 置。图3-10 DCS分布式控制单容液位定值控制实验接线图
2 .接通总电源空气开关和钥匙开关，打开 24V开关电源，给现场总线I/O 模块
及压力变送器上电，打开主控单元电源。启动服务器程序，在工程师站的组 态中选择
“单回路控制系统”工程进行编译下装，再重启服务器程序。
3 .启动操作员站，打开主菜单，点击“实验三、单容液位定值控制”,进入 实验三的监控界面。在流程图的液位测量值上点击左键，弹出 PID窗口，可进 行相关
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参数的设置。
I卜.・ I空气开关，给电动调节阀上电。4. 按下启动按钮，合上单相 芦漕 3L 0港二 |兰 兰「 I 5 .以下步骤请参考前面“（一）智能仪表控制”的步骤 5〜9。
（四）、S7-200PLC 控制
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1.将SA-42 S7-200PLC控制挂件挂到屏上，并用 PC/PPI通讯电缆线将
S7-200PLC连接到计算机申口 2,并按照下面的控制屏接线图连接实验系统。将 “LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ ON”的位置。
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S7 200 PLC可煽程校制器
图3-11 S7-200PLC控制单容液位定值控制实验接线图
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2 .接通总电源空气开关和钥匙开关，打开 24V开关电源，给压力变送器上 电，
按下启动按钮，合上单相I、in空气开关，给 S7-200PLC及电动调节阀上 电。
3.打开Step 7-Micro/WIN 32软件，并打开“ S7-200PLC”程序进行下载， 然后将S7-200PLC置丁运行状态，然后运行MCGS组态环境，打开“S7-200PLC 控制系统”工程，然后进入 MCGS运行环境，在主菜单中点击“实验三、单容 液位定值控制”，
进入实验三的监控界面。
4 .以下步骤请参考前面“（一）智能仪表控制”的步骤 4〜9。 （五）、S7-300PLC 控制
1.将挂件SA-41 S7-300PLC控制挂件挂到屏上，并用 MPI通讯电缆线将 S7-300PLC连接到计算机CP5611专用网卡，并按照下面的控制屏接线图连接实 验系统。将“ LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ ON”的位置。
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图3-12 S7-300PLC控制单容液位定值控制实验接线图
2 .接通总电源空气开关和钥匙开关，打开 24V开关电源，给S7-300PLC及 压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相I空气开关，给电动调节阀上电。
3 .打开Step 7软件，打开“ S7-300”程序进行下载，然后将S7-300PLC置 于运行状态，然后运行 WinCC组态软件，打开“ S7-300PLC控制系统”工程， 然后激活WinCC运行环境，在主菜单中点击“实验三、单容液位定值控制”，进 入实验
三的监控界面。
4 .以下步骤请参考前面“（一）智能仪表控制”的步骤 4〜9。 五、 实验报告要求
1. 画出单容水箱液位定值控制实验的结构框图。
2. 用实验方法确定调节器的相关参数，写出整定过程。
3. 根据实验数据和曲线，分析系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。 4. 比较不同PID参数对系统的性能产生的影响。
5. 分析P、PI、PD、PID四种控制规律对本实验系统的作用。 6. 综合分析五种控制方案的实验效果。 六、 思考题
1 .如果采用下水箱做实验，其响应曲线与中水箱的曲线有什么异同？并分 析差
异原因。
2. 改变比例度a和积分时间TI对系统的性能产生什么影响？
第三节双容水箱液位定值控制系统
一、 实验目的
1. 通过实验进一步了解双容水箱液位的特性。
2. 掌握双容水箱液位控制系统调节器参数的整定与投运方法。 3. 研究调节器相关参数的改变对系统动态性能的影响。
4. 研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位系统的控制作用。 5. 掌握双容液位定值控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、 实验设备（同前） 三、 实验原理
本实验以中水箱与下水箱申联作为被控对象，下水箱的液位高度为系统的被 控制量。要求下水箱液位稳定至给定量，将压力传感器 LT2检测到的中水箱液 位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开 度，以达到控制下水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下 的无静差控制，系统的调节器应为 PI或PID控制。调节器的参数整定可采用本 章第一节所述任意一种整定方法。本实验系统结构图和方框图如图 3-13所示。
图3-13双容液位定值控制系统
（a）结构图 （b）方框图
四、 实验内容与步骤
本实验选择中水箱和下水箱申联作为双容对象（也可选择上水箱和中水箱）C 实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门 F1-1、F1-2、F1-7全开，将中水 箱出水阀门F1-10、下水箱出水阀门F1-11开至适当开度（要求阀F1-10稍大于 阀F1-11）,其余阀门均关闭。
具体实验内容与步骤可根据本实验的目的与原理参照前一节单容液位定值 控制中的相应方案进行。实验的接线与第二章第一节单容对象特性测试的接线图 完全一样。值得注意的是手自动切换的时间为： 当中水箱液位基本稳定不变（一 股约为3〜5cm）且下水箱的液位趋丁给定值时切换为最佳。
五、 实验报告要求
1. 画出双容水箱液位定值控制实验的结构框图。
2. 用实验方法确定调节器的相关参数，写出整定过程。
3. 根据实验数据和曲线，分析系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。 4. 比较不同PI参数对系统的性能产生的影响。
5. 分析P、PI、PD、PID四种控制方式对本实验系统的作用。 6. 综合分析五种控制方案的实验效果。
六、思考题
1 .如果采用上水箱和中水箱做实验，其响应曲线与本实验的曲线有什么异 同？并分析差异原因。
2. 改变比例度a和积分时间TI对系统的性能产生什么影响？
3. 为什么本实验比单容液位定值控制系统更容易引起振荡？要达到同样的 动态
性能指标，在本实验中调节器的比例度和积分时间常数要怎么设置？
