过程控制仪表实验报告解析
- 格式:doc
- 大小:214.00 KB
- 文档页数:22
《过程控制仪表》实验讲义中国石油大学(华东)信息与控制工程学院自动化系2012年10月实验一可编程数字调节器一、实验目的1、理解可编程数字调节器组态的含义。
2、掌握组态操作的基本概念和常用操作方法。
二、实验设备1、可编程数字调节器DRC-97 一台三、实验内容(一)基本操作练习按照DRC-97使用说明(见附录)进行基本操作练习。
掌握调节器面板上各按键的使用方法,熟悉各个操作画面,理解常用参数的含义。
(二)组态操作1、输入输出组态按下列参数对模拟输入AI1进行组态:类型:4~20mA 量程:0~100 单位:℃滤波:2S按下列参数对模拟输出AO1进行组态:类型:4~20mA 内部信号:MV1按下列参数对模拟输出AO2进行组态:类型:4~20mA 内部信号:MV22、控制组态按下列参数对PID1进行组态:作用方式:正作用给定方式:内给定SV:A1 PV:A1 MVH:90% MVL:10% AT:NP:100% I:2000S D:5S3、报警组态按下列参数对A1进行报警组态H.ALM Y 70 DO1L.ALM Y 30 DO2+DEV Y 10 DO3-DEV Y 10 DO44、记录组态按下列参数对记录R1进行组态;内部信号:A1 记录间隔:1S按下列参数对记录R2进行组态;内部信号:MV1 记录间隔:1S(三)系统运行1、按下图接线。
(将LOOP2的输出MV2接入LOOP1中,模拟LOOP1的PV信号)2、调整控制点。
在LOOP1与LOOP2画面中进行操作,调整LOOP1的控制点,使得在自动状态下,MV 稳定在20%左右。
3、改变测量值。
在手动状态下迅速增加LOOP2的输出值,在记录画面中观察并分析MV1的实时变化曲线。
在手动状态下较大幅度的调整LOOP2的输出值,观察并分析报警状态的变化。
(四)综合实验1、PI 调节规律1)设置PB=100%,TI=5秒,TD=0。
2)调整控制点:MV=6mA 。
《过程控制仪表》实验指导书/实验报告姜滨、刘洋、徐秋景2011年8月编制专业:班号:学号:姓名:哈尔滨华德学院电子与信息工程学院过程控制仪表实验大纲一、实验目的学习数字调节器的构造及各部件的作用、调节器的原理及工作特性,了解调节器的功能;掌握调节器、PLC调节、数据采集模块调节控制系统的操作方法和测试方法。
通过实验的基本训练,使学生能达到以下要求:1. 掌握调节器的操作方法和测试方法。
2.掌握PLC调节控制系统的操作方法和测试方法。
3.掌握数据采集模块调节的操作方法和测试方法。
二、适应专业自动化专业、电气工程及其自动化专业三、实验内容及学时安排实验一数字调节器应用实验(4学时)实验目的学习数字调节器的构造及各部件的作用、调节器的原理及工作特性,了解调节器的功能;掌握调节器的操作方法和测试方法。
实验内容首先熟悉调节器的操作使用方法,并根据本指导书附表中调节器的参数功能说明,掌握参数设置方法。
然后完成电机转速调节实验和热电阻温度调节实验。
实验二 PLC调节实验(4学时)实验目的学习使用PLC调节控制系统的操作方法和测试方法。
实验内容首先熟悉PLC的操作使用方法,掌握参数设置方法;然后完成以下实验内容。
1.PLC基本练习(使用S7-200PLC编制程序)2.电机转速调节实验3.热电阻温度调节实验实验三数据采集模块实验(4学时)实验目的学习使用数据采集模块调节控制系统的操作方法和测试方法。
实验内容1.连接硬件。
通过数据线将远程数数据模块组件通讯口和UT-201(232转485通讯模块)的485端相连,同时UT-201的232端与计算机COM1相连。
2.电机转速单闭环实验(模块控制)3.温度单闭环实验(模块控制)实验一数字调节器应用实验一.实验目的学习数字调节器的构造及各部件的作用、调节器的原理及工作特性,了解调节器的功能;掌握调节器的操作方法和测试方法。
二.实验设备调节器、电机转速控制对象、温度控制模块。
过程控制实验报告过程控制实验报告引言:过程控制是一种重要的工程控制方法,广泛应用于工业生产、环境保护、交通运输等各个领域。
本实验旨在通过对过程控制的实际操作,理解和掌握过程控制的基本原理和方法。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个简单的过程控制系统,了解过程控制的基本概念和原理,并通过实际操作掌握过程控制的方法和技巧。
二、实验装置和原理实验所用的装置是一个温度控制系统,由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器负责测量温度,控制器根据测量值与设定值的差异来控制执行器的动作,从而实现温度的控制。
三、实验步骤1. 将温度传感器安装在被控温度区域,并连接到控制器上。
2. 设置控制器的参数,包括设定值、比例系数、积分时间和微分时间等。
3. 打开控制器,开始实验。
观察温度的变化过程,并记录实验数据。
4. 根据实验数据分析控制效果,并对控制器的参数进行调整,以达到更好的控制效果。
5. 重复步骤3和4,直到达到满意的控制效果。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们观察到温度的变化过程,并记录了实验数据。
通过对实验数据的分析,我们可以评估控制效果的好坏,并对控制器的参数进行调整。
五、实验总结与体会通过本次实验,我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
实践操作使我们更加熟悉了过程控制的过程和技巧。
同时,我们也体会到了过程控制在工程实践中的重要性和应用价值。
六、实验改进与展望本次实验中,我们采用了简单的温度控制系统进行实验。
未来可以进一步扩展实验内容,涉及到其他参数的控制,如压力、流量等,以更全面地了解过程控制的应用。
结语:过程控制是一门重要的工程学科,对于提高生产效率、保护环境、提升产品质量等方面具有重要意义。
通过本次实验,我们对过程控制的原理和方法有了更深入的理解,为今后的工程实践打下了坚实的基础。
希望通过不断学习和实践,我们能够在工程领域中运用过程控制的知识,为社会发展做出更大的贡献。
《过程控制系统》实验报告一、实验目的过程控制系统实验旨在通过实际操作和观察,深入理解过程控制系统的组成、工作原理和性能特点,掌握常见的控制算法和参数整定方法,培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、实验设备1、过程控制实验装置包括水箱、水泵、调节阀、传感器(液位传感器、温度传感器等)、控制器(可编程控制器 PLC 或工业控制计算机)等。
2、计算机及相关软件用于编程、监控和数据采集分析。
三、实验原理过程控制系统是指对工业生产过程中的某个物理量(如温度、压力、液位、流量等)进行自动控制,使其保持在期望的设定值附近。
其基本原理是通过传感器检测被控量的实际值,将其与设定值进行比较,产生偏差信号,控制器根据偏差信号按照一定的控制算法计算出控制量,通过执行机构(如调节阀、电机等)作用于被控对象,从而实现对被控量的控制。
常见的控制算法包括比例(P)控制、积分(I)控制、微分(D)控制及其组合(如 PID 控制)。
四、实验内容及步骤1、单回路液位控制系统实验(1)系统组成及连接将液位传感器安装在水箱上,调节阀与水泵相连,控制器与传感器和调节阀连接,计算机与控制器通信。
(2)参数设置在控制器中设置液位设定值、控制算法(如 PID)的参数等。
(3)系统运行启动水泵,观察液位的变化,通过控制器的调节使液位稳定在设定值附近。
(4)数据采集与分析利用计算机采集液位的实际值和控制量的数据,绘制曲线,分析系统的稳定性、快速性和准确性。
2、温度控制系统实验(1)系统组成与连接类似液位控制系统,将温度传感器安装在加热装置上,调节阀控制加热功率。
设置温度设定值和控制算法参数。
(3)运行与数据采集分析启动加热装置,观察温度变化,采集数据并分析。
五、实验数据及结果分析1、单回路液位控制系统(1)实验数据记录不同时刻的液位实际值和控制量。
(2)结果分析稳定性分析:观察液位是否在设定值附近波动,波动范围是否在允许范围内。
快速性分析:计算液位达到设定值所需的时间。
20 20 学年第学期实验报告课程名称:专业班级:姓名:学号:同组者:指导教师:实验一:单容自衡水箱液位特性测试试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】实验二:压力变送器的使用试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】【分析与讨论】1.计算压力变送器的变差和线性度,并判断是否符合其精度等级。
2.仪表为什么会产生变差,试讨论分析;【思考题】1在测试过程中我们用的方法是测量电压,本实验是否可以测量电流?2为什么在加水时输入信号超过检测点不能再返回?实验三:温度变送器的使用试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】【分析与讨论】1、计算温度变送器的精确度、变差和线性度。
【思考题】1在测试过程中我们用的方法是测量电流,本实验是否可以测量电压?2本实验用电阻箱代替铂电阻,本实验能否用铂电阻做实验?【分析与讨论】1、计算温度变送器的精确度、变差和线性度。
【思考题】1在测试过程中我们用的方法是测量电压,本实验是否可以测量电流?2本实验用电阻箱代替铂电阻,本实验能否用铂电阻做实验?实验四:智能控制仪表的调试试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】【分析与讨论】请写出如下要求的仪表参数(没有提及要求的参数可以不写出):1.输入信号为PT100,输出为4-20mA电流信号,设定值为外给定,控制器为正作用调节,通讯地址为2,手动控制,控制方式为PID控制。
2.输入信号为0.2~1V电压信号,测量对象液位变化范围为0-20cm,输出为4-20mA 电流信号,设定值为内给定,控制器为反作用调节,通讯地址为1,自动控制,控制方式为PID控制。
【思考题】想想你的生活中哪里可以使用智能仪表来控制,并说明它控制的优点,并尝试设计出控制方案。
实验五:电动调节阀的使用试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】【分析与讨论】根据所画出的曲线,判别该电动阀的阀体是快开特性,等百分比特性还是慢开特性【思考题】1.阀门的理想流量特性曲线和工作特性曲线有什么区别?2.阀门的特性曲线的形状与哪些因素有关?实验六:锅炉内胆水温位式控制系统试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】【分析与讨论】1.由实验所得曲线分析位式控制系统的回差与振幅和周期的关系;2.分析位式控制系统的特点;【思考题】1、为什么缩小dF值时,能改善双位控制系统的性能?dF值过小有什么影响?2、为什么实际的双位控制特性与理想的双位控制特性有着明显的差异?实验七:单容液位定值控制系统试验时间:成绩:专业班级:姓名:学号:【实验目的】【实验原理】【实验设备】【实验步骤】【分析与讨论】1、绘制曲线图2、计算最大偏差、衰减比、余差、过度时间、震荡周期【思考题】1.根据实验数据分析比例控制、比例积分控制的特点。
目录第一章过程控制仪表课程设计的目的 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 课程在教学计划中的地位和作用 (1)第二章液位控制系统(实验部分) (2)2.1 控制系统工艺流程 (2)2.2 控制系统的控制要求 (4)2.3 系统的实验调试 (5)第三章水箱压力控制系统设计 (7)3.1 引言 (12)3.2 系统总体设计 (13)3.3 系统软件部分设计 (16)3.4 总结 (19)第四章收获、体会 (24)参考文献 (25)第一章过程控制仪表课程设计的目的意义1.1 设计目的本课程设计主要是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计,掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法,进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力,进而提高学生解决实际工程问题的能力。
基本要求如下:1. 掌握变送器功能原理,能选择合理的变送器类型型号;2. 掌握执行器、调节阀的功能原理,能选择合理的器件类型型号;3. 掌握PID调节器的功能原理,完成相应的压力、流量、液位及温度控制系统的总体设计,并画出控制系统的原理图和系统主要程序框图。
4.通过对一个典型工业生产过程(如煤气脱硫工艺过程)进行分析,并对其中的一个参数(如温度、压力、流量、液位)设计其控制系统。
1.2课程设计的基本要求本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节,是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。
其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力,使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型,促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
课程设计的主要任务是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统,使学生将理论与实践有机地结合起来,有效的巩固与提高理论教学效果。
实验时间:5月25号序号:杭州电子科技大学自动化学院实验报告课程名称:自动化仪表与过程控制实验名称:一阶单容上水箱对象特性测试实验实验名称:上水箱液位PID整定实验实验名称:上水箱下水箱液位串级控制实验指导教师:尚群立学生姓名:俞超栋学生学号:09061821实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验一.实验目的(1)熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。
(2)根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线,用相关的方法分别确定它们的参数。
二.实验设备AE2000型过程控制实验装置, PC 机,DCS 控制系统与监控软件。
三、系统结构框图单容水箱如图1-1所示:丹麦泵电动调节阀V1DCS控制系统手动输出hV2Q1Q2图1-1、 单容水箱系统结构图四、实验原理阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下,待系统稳定后,通过调节器或其他操作器,手动改变对象的输入信号(阶跃信号),同时记录对象的输出数据或阶跃响应曲线。
然后根据已给定对象模型的结构形式,对实验数据进行处理,确定模型中各参数。
图解法是确定模型参数的一种实用方法。
不同的模型结构,有不同的图解方法。
单容水箱对象模型用一阶加时滞环节来近似描述时,常可用两点法直接求取对象参数。
如图1-1所示,设水箱的进水量为Q 1,出水量为Q 2,水箱的液面高度为h ,出水阀V 2固定于某一开度值。
根据物料动态平衡的关系,求得:在零初始条件下,对上式求拉氏变换,得:h1( t ) h1(∞ ) 0.63h1(∞)0 T式中,T 为水箱的时间常数(注意:阀V 2的开度大小会影响到水箱的时间常数),T=R 2*C ,K=R 2为单容对象的放大倍数,R 1、R 2分别为V 1、V 2阀的液阻,C 为水箱的容量系数。
令输入流量Q 1 的阶跃变化量为R 0,其拉氏变换式为Q 1(S )=R O /S ,R O 为常量,则输出液位高度的拉氏变换式为:当t=T 时,则有:h(T)=KR 0(1-e -1)=0.632KR 0=0.632h(∞) 即 h(t)=KR 0(1-e-t/T)当t —>∞时,h (∞)=KR 0,因而有 K=h (∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入式(1-2)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数,如图1-2所示。
第一节 单容水箱特性的测试一、实验目的1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法,并记录相应液位的响应曲线。
2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相关的方法确定被测对象的特征参数T 和传递函数。
二、实验设备1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置2. 计算机及相关软件3. 万用电表一只 三、实验原理图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知,对象的被控制量为水箱的液位H ,控制量(输入量)是流入水箱中的流量Q 1,手动阀V 1和V 2的开度都为定值,Q 2为水箱中流出的流量。
根据物料平衡关系,在平衡状态时Q 10-Q 20=0 (1)动态时,则有Q 1-Q 2=dtdV(2) 式中V 为水箱的贮水容积,dt dV为水贮存量的变化率,它与H 的关系为Adh dV ,即dtdV = A dt dh(3) A 为水箱的底面积。
把式(3)代入式(2)得Q 1-Q 2=A dtdh(4)基于Q 2=SR h,R S 为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-S R h = A dtdh 即AR Sdtdh+h=KQ 1 或写作)()(1s Q s H =1+TS K(5) 式中T=AR S ,它与水箱的底积A 和V 2的R S 有关;K=R S 。
式(5)就是单容水箱的传递函数。
若令Q 1(S )=SR 0,R 0=常数,则式(5)可改为H (S )=T S TK 1/+×S R 0=K S R 0-TS KR 10+对上式取拉氏反变换得h(t)=KR 0(1-e -t/T ) (6) 当t —>∞时,h (∞)=KR 0,因而有 K=h (∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入 当t=T 时,则有h(T)=KR 0(1-e -1)=0.632KR 0=0.632h(∞)式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数,如图2-2所示。
当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%图2-2 单容水箱的单调上升指数曲线所对应的时间,就是水箱的时间常数T 。
过程控制实验报告引言过程控制是工程领域中一项重要的技术,其通过监测和控制生产过程中的各种变量,以最大程度地提高生产效率和质量。
本文将介绍一项涉及过程控制的实验,并分析实验结果以及对于工业生产的意义。
实验目的本次实验的目的是通过模拟实际工业生产过程,在实验室环境中对过程控制进行验证和学习。
该实验旨在通过控制设备和监测仪器,了解过程控制在工业生产中的应用,并且掌握相关的理论知识和实际操作经验。
实验设备和材料本次实验使用的设备包括温度传感器、压力传感器、流量计、控制阀和数据采集系统等。
实验所需材料有水、气体和一种特定化学品。
实验步骤1. 实验前准备:清洁实验设备,确保其正常工作状态。
检查传感器和控制阀的准确性和灵敏度。
2. 确定实验参数:选择要监测和控制的变量,比如温度、压力和流量。
根据设计要求设置合理的上限和下限。
3. 运行实验:通过控制阀控制流量和压力,同时记录设备的实际参数。
4. 数据采集:使用数据采集系统实时记录和保存实验过程中的各种参数数据。
5. 数据分析:将实验中收集到的数据进行整理和分析,比较设定值和实际值之间的偏差,并进行统计学处理。
实验结果和讨论根据实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 过程控制对于维持稳定的生产工艺非常重要。
通过对温度、压力和流量的控制,我们可以确保产品的质量和一致性。
2. 传感器的精确度对过程控制的结果有直接影响。
不准确的传感器可能导致控制误差,从而影响产品的质量。
3. 过程控制需要根据实际情况进行调整和优化。
在实验中,我们可以通过改变控制阀的开度和调整设定值来实现更好的控制效果。
4. 数据采集和分析的重要性不可忽视。
通过收集和分析实验数据,我们可以及时发现问题并采取措施进行调整,从而提高系统的稳定性和可靠性。
总结通过本次实验,我们对过程控制的原理和应用有了更深入的了解。
过程控制在工业生产中起着关键作用,它可以提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量,并且减少对环境的影响。
实验台:4
实验二S7-200PLC基本操作练习
一、与或非功能的实现
A.当开关I0.0与I0.1都闭合,灯Q0.0亮
B.当开关I0.2与I0.3都断开,灯Q0.1亮
C.当开关I0.4与I0.5至少一个闭合,灯Q0.2亮
D.当开关I0.6与I0.7至少一个断开,灯Q0.3亮
二、定时器指令的应用
A.I0.0闭合3秒后Q0.0亮
B.I0.1闭合3秒后Q0.1亮,再2秒后Q0.2亮
三、计数器指令的应用
A.I0.6闭合3次,Q0.0亮,I1.0闭合,Q0.0灭
B.I0.7闭合2次后,Q0.1亮,I1.3闭合,Q0.1灭,Q0.1第二次亮时,Q0.2亮,I1.2闭合,Q0.2灭
实验三S7-200PLC控制程序开发一、水塔水位控制
二、交通灯控制
实验总结:在本次实验过程中,要注意模块间L、M的连接,注意address的匹配。
通过此次实验,我们掌握了S7-200PLC简单的操作和控制程序开发。
过程控制仪表实验报告成绩________过程控制仪表及装置实验报告班级:_______________________________________姓名:________________________________________学号:________________________________________指导老师:_____________________________________实验日期:_____________________________________目录实验一电容式差压变送器的校验 (2)实验二热电阻温度变送器的校验 (5)实验三模拟调节器开环校验 (8)实验四模拟调节器闭环校验 (12)实验五SLPC可编程调节器的编程设计与操作 (14)实验六SLPC可编程调节器PID控制参数整定 (19)1实验一电容式差压变送器的校验一、实验目的1.了解并熟悉电容式差压变送器整体结构及各种部件的作用。
2.掌握电容式差压变送器的工作原理。
3.掌握电容式差压变送器的起点及终点调整、精度校验、迁移的调整方法。
二、实验项目1.掌握气动定值器、标准电流表、标准压力表、标准电阻箱的使用方法。
2.了解电容式差压变送器整体结构,熟悉各调节螺钉的位置和用途。
3.按照实验步骤进行仪表的起点、终点调整,进行精度、迁移校验。
三、实验设备与仪器1.电容式差压变送器1台2.标准电阻箱1个3.气动定值器1个4.标准电流表1台5.标准压力表1个6.大、小螺丝刀各1把7.连接导线、气压导管若干四、实验原理实验接线如图2-1所示。
2-1 电容式差压变送器校验接线图图五、实验说明及操作步骤21.由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2.实验开始(1)按图接线,经检查无误后接通电源。
(2)起点调整:当变送器输入差压为零时,调整零点螺钉,标有“Z”的位置,使输出电流Io 为4mA。
(3)终点调整:输入变送器终点对应的差压信号,调整量程螺钉,标有“R”的位置,使输出电流Io为20mA。
《仪表及过程控制》实验报告册班级:姓名:学号:唐山学院电工电子实验教学中心2009年3月《仪表及过程控制》课程实验报告(一)实验名称单容自衡水箱液位特性测试实验实验时间年月日实验地点姓名合作者实验人学号实验小组第组实验性质□验证性□设计性□综合性□应用性实验成绩:评阅教师签名:一.实验测试结果1. 画出单容水箱液位特性测试实验的系统结构框图(根据实际被控对象结构绘制)。
2. 记录实验得到的数据及曲线,分析并计算出单容水箱液位对象的参数及传递函数。
《仪表及过程控制》课程实验报告(二)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。
《仪表及过程控制》课程实验报告(三)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。
《仪表及过程控制》课程实验报告(四)3.根据扰动分别作用于主、副对象时系统输出的响应曲线,分析系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。
4.分析主、副调节器采用不同PID参数时对系统性能产生的影响。
《仪表及过程控制》课程实验报告(五)3.根据输出的阶跃响应曲线,确定滞后的时间τ4.根据3个测试点所得的响应曲线,分析滞后时间τ的大小对系统动态性能的影响。
《仪表及过程控制》课程实验报告(六)3.根据输出响应响应曲线。
4.系统组态软件的设计。
(组态界面)《仪表及过程控制》课程实验报告(七)实验名称双容水箱液位特性测试实验实验时间年月日实验地点姓名合作者实验人学号实验小组第组实验性质□验证性□设计性□综合性□应用性实验成绩:评阅教师签名:一.实验测试结果1.画出双容水箱液位特性测试实验的系统结构框图(根据实际被控对象结构绘制)。
2.记录实验得到的数据及曲线,分析并计算出双容水箱液位对象的参数及传递函数。
《仪表及过程控制》课程实验报告(八)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。
《过程控制实验》实验报告第一章、过程控制实验装置的认识一、过程控制实验的基本容及概述本次过程控制实验主要是对实验室的水箱水位进行控制。
水箱液位控制系统是一个简单控制系统,所谓简单液位控制系统通常是指由一个被控对象、一个检测变送单元(检测元件及变送器)、以个控制器和一个执行器(控制阀)所组成的单闭环负反馈控制系统,也称为单回路控制系统。
简单控制系统有着共同的特征,它们均有四个基本环节组成,即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。
图1-1 水箱液位控制系统的原理框图这是单回路水箱液位控制系统,单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。
本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度,即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。
二、主要设备1)水路装置的认识过程控制实验用的水路装置图如下图1-2 水路图由水路装置图我们看到,装置主要有水箱,交流电动泵,热炉,管道,电动阀,电磁阀,流量计,液位传感器,温度传感器组成,可以构成一个完整的过程控制实验平台。
从上图我们可以看出,装置主要分为两大部分,第一水路,管道,热炉,水箱等等物理对象,第二是传感器,执行机构等等的控制部分的装置。
实验装置具体介绍如下:装置简介加热控制器功率1500W 电源220V(单相输入)泵Q:40-150L/min 50Hz Hz:50H:2.5-7 rpm:2550Hmax:2.5m kw:1.1Qmax:150L/min Hp:1.5V:380 In:2.8AVL:450V ICL:BIP:44 MODEL BLC 120/110S全自动微型家用增压泵型号:15WZ-10单相电容运转马达最高扬程 10m 最大流量 20L/min极数:2 转速:2800rpm电压:220V 电流:0.36A功率:80W 绝缘等级 ESBWZ温度传感器 PT100 量程0—100摄氏度精度 0.5%FS输出:4-20MA DC电源:24VDCb)电气连接图由电气装置的图我们可以看到,所有的电器连接都在这里,主要是一些传感器信号,电动驱动信号,用于电动装置的驱动。
实验四调节器控制实验一、实验目的:1、掌握调节器的使用方法。
2、了解调节器的自整定功能。
3、了解过程控制系统的性能指标。
二、实验原理:1、调节器的使用调节器是根据被调量与设定值之间的偏差,按一定的控制规律产生输出信号,推动执行器,对生产过程自动调节的智能仪表。
数字式调节器,其内部以数字量形式进行运算,对外的输入、输出信号与电动单元组合仪表一样,采用输入1~5V直流、输出4~20mA的模拟量信号。
除此之外,数字式调节器还继承了旧有的电动单元组合仪表的外形尺寸,控制面板与电动单元组合仪表极为相似,指示表头和操作按键也与电动单元组合仪表一致。
所以,对习惯于常规控制器的操作人员来说,不需要改变操作习惯即可适应数字式调节器。
1、OUT 调节输出指示灯2、AL1 报警1指示灯3、AL2 报警2指示灯4、AUX AUX辅助接口工作指示灯5、显示转换(兼参数设置进入)6、数据移位(兼手动/自动切换)7、数据减少/增加键8、PV 测量值显示窗9、SV 设定值显示窗图调节器的面板设置参数:如果参数锁没有锁上,可以通过、、修改SV窗口的设定值。
按键并保持2秒钟,既进入参数设置状态。
在参数设置状态下按键,仪表将依次显示各参数。
可通过、、修改参数。
按键并保持不放,可返回显示上一参数。
先按键不放再按键可退出参数设置状态。
如无按键操作,约30秒后自动退出设置参数状态。
调节器的常用参数:1、Ctrl 控制方式。
CTRL=2,启动自整定。
CTRL=3,正常控制状态。
2、Sn 输入规格。
SN=33,1-5V电压输入。
SN=32,0.2-1V电压输入。
3、Dip 小数位数。
DIP=0,小数点位数为0。
4、Opl 输出方式。
OPL=4,4~20mA线性电流输出。
5、Dih 输出上限。
做液位控制时,DIH=450。
做温度、流量、压力控制时,DIH=100。
6、Dil 输入下限。
一般情况下,DIH=0。
7、CF 系统功能选择。
单回路控制CF=2。
过程控制工程实习报告时光匆匆,转眼间一个月的课程实习也画上了句号。
我们在这一个月的时间里学到了不少的知识,从对西门子S7-200的接触,得到实际感官认识,再到编写S7-200的程序,认识到了PLC到底是一个什么样子的东西。
因此,为了使我管理级、公司管理级。
专用协议包括点到点( Point-to-Point )接口协议(PPI)、多点( Multi-Point )接口协议(MPI)、Profibus协议、自由通信接口协议和USS协议。
正上方的数据接头联系的;而300则是通过在底部的U 型总线连接器连接的。
300系列的I/O 输入是接在前连接器上的,前连接器再接在信号模块上,而不是I/O 信号直接接在信号模块上,这样可以更换信号模块而不用重新接线。
300系列的部分CPU 带有profibus 接口。
在软件上,200系列用的STEP7-Micro/WIN32软件;300使用的是STEP7软件,带了Micro和不带的区别是相当的明显啊。
200系列的编程语言有三种--语句表(STL)、梯形图(LAD)、功能块图(FBD);300系列的除了这三种外,还有结构化控制语言(SCL)和图形语言(S7graph),其中SCL就是一种高级语言,用惯了LAD,所以我们的实习也使用了LAD。
300软件最大的特点就是提供了一些数据块来对应每一个功能块(Block-FB),称之为Instance,nnd,看起来要向C++看齐了。
注:I0.3为急停开关,已损坏。
在熟悉了300的硬件和CPU的I/O后,下面我们进行编程。
(注:因我们编程的程序时根据的自己的思想对控制对象所能进行的操作进行编写的,可能不适用于实际情况。
)写程序之前首先熟悉使用此软件:定义符号,可以在符号表中定义局部或共享符号,在你的用户程序中用这些更具描述性。
5的符号名替代绝对地址。
符号的命名一般用字母编写不超过8个字节,最好不要使用很长的汉字进行描述,否则对程序的执行有很大的影响。
成绩________过程控制仪表及装置实验报告班级:_______________________________________姓名:________________________________________学号:________________________________________指导老师:_____________________________________实验日期:_____________________________________目录实验一电容式差压变送器的校验 (2)实验二热电阻温度变送器的校验 (5)实验三模拟调节器开环校验 (8)实验四模拟调节器闭环校验 (12)实验五SLPC可编程调节器的编程设计与操作 (14)实验六SLPC可编程调节器PID控制参数整定 (19)实验一电容式差压变送器的校验一、实验目的1.了解并熟悉电容式差压变送器整体结构及各种部件的作用。
2.掌握电容式差压变送器的工作原理。
3.掌握电容式差压变送器的起点及终点调整、精度校验、迁移的调整方法。
二、实验项目1.掌握气动定值器、标准电流表、标准压力表、标准电阻箱的使用方法。
2.了解电容式差压变送器整体结构,熟悉各调节螺钉的位置和用途。
3.按照实验步骤进行仪表的起点、终点调整,进行精度、迁移校验。
三、实验设备与仪器1.电容式差压变送器1台2.标准电阻箱1个3.气动定值器1个4.标准电流表1台5.标准压力表1个6.大、小螺丝刀各1把7.连接导线、气压导管若干四、实验原理实验接线如图2-1所示。
图2-1 电容式差压变送器校验接线图五、实验说明及操作步骤1.由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2.实验开始(1)按图接线,经检查无误后接通电源。
(2)起点调整:当变送器输入差压为零时,调整零点螺钉,标有“Z ”的位置,使输出电流Io 为4mA 。
(3)终点调整:输入变送器终点对应的差压信号,调整量程螺钉,标有“R ”的位置,使输出电流Io 为20mA 。
(4)反复进行2、3项调整,直至起点和终点均满足精度要求为止。
(5)精度校验:将整个差压范围分为四等分,按0%、25%、50%、75%、100﹪逐点输入相应的差压值,信号输入时要注意上行程和下行程,不能搞错。
此时,分别记录下变送器相应的输出电流大小,然后计算各误差。
基本误差和变差的计算公式如下:%1001600⨯-=标实基II δ%1001600⨯-=反正变差I I δ(6)在调好变送器的起点和终点之后,进行零点迁移。
根据正迁移或负迁移,将插件Sw1插在相应的位置上。
(正迁移插到Sz 侧,负迁移插到E2侧)。
然后给变送器加输入信号,输入信号的大小可自行选定,但不能超过变送器的允许数值。
调整零点螺钉“Z ”使变送器输出电流为4mA 。
最后检查起点和终点,看看经过迁移后变送器的量程和零点有什么变化。
必要时可进行微调。
3.数据处理及实验结果思考题1.电容式差压变送器如何进行起点和终点的调整?为什么终点调好后还要检查起点? 2.迁移时,为什么迁移量与量程的代数和不能超出变送器的最大上限值? 3.变送器的零点迁移和零点调整有什么关系?实验二热电阻温度变送器的校验一、实验目的1.了解并熟悉热电阻温度变送器整体结构及各种部件的作用,进一步掌握热电阻温度变送器的工作原理。
2.掌握热电阻温度变送器的起点及终点调整、精度校验方法。
二、实验项目1.学会各仪器之间的正确接线,与二线制接法比较。
2.了解热电阻温度变送器整体结构,熟悉各调节螺钉的位置和用途。
3.按照实验步骤进行仪表的起点、终点调整,进行精度校验。
三、实验设备与仪器1.热电阻温度变送器(DDZ-DBW-12)1台2.精密电阻箱1个3.数字电压表1台4.直流电流表1台5.螺丝刀1把6.连接导线若干四、实验原理实验接线如图4-1所示。
图4-1 热电阻温度变送器校验接线图五、实验说明及操作步骤1.由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2.实验开始(1)按图接线,经检查无误后接通电源。
(2)起点调整:根据热电阻的分度号和温度不同的测量范围,调节0~9999.99精密电阻箱输入测量下限对应的电阻值,用螺丝刀调整零点螺钉,使输出电流Io为4mA或电压Uo为1V。
(3)终点调整:用精密电阻箱输入测量上限对应的电阻值,调整量程螺钉,使输出电流Io 为20mA或电压Uo为5V。
(4)反复进行2、3项调整,直至起点和终点均满足精度要求为止。
(5)精度校验:将整个温度范围分为四等分,按0%、25%、50%、75%、100﹪逐点输入相应的电阻值,信号输入时要注意上行程和下行程,不能搞错。
此时,分别记录下变送器相应的输出电流或电压大小,计算出各误差。
3.数据处理及实验结果思考题1.输入电阻信号时,采用几线制输入?实际应用中,要求用几线制连接?2.引线电阻的变化是否会影响测量?为什么?3.与热电偶温度变送器比较,在结构上它们有哪些异同点?实验三模拟调节器开环校验一、实验目的1.熟悉模拟调节器的整体结构,了解各部分的作用。
2.掌握模拟调节器测量针的校验方法。
3.知道模拟调节器的工作方式,学会进行各工作方式之间的无扰动切换。
4.掌握模拟调节器控制参数比例度、积分时间的测定方法。
二、实验项目1.熟悉模拟调节器(电Ⅲ型或EK)正、侧面板布置,了解各种开关的用途及主要部件在电路板的位置。
2.检查模拟调节器是否正常。
3.进行测量指针的起点、终点、中间刻度校验。
4.按照实验步骤进行各控制参数的测定和校验。
三、实验设备与仪器1.模拟调节器(电Ⅲ型或EK)1台2.标准电阻箱1个3.恒流给定器1台4.标准电流表1台5.螺丝刀和秒表各16.连接导线若干四、实验原理实验接线如图5-1(电Ⅲ型)图5-1 电Ⅲ型模拟调节器开环校验接线图五、实验说明及操作步骤1.由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2.实验开始(1)按图接线,经检查无误后接通电源,预热30分钟。
(2)测量指示刻度校验①将调节器正面、侧面板上各开关置于如下位置:工作方式切换开关: 软手动 测量/标定切换开关: 测量 给定开关: 内给 正/反作用开关: 正 比例度δ: 最大 积分时间TI 最大 微分时间T D 关②起点、终点刻度校验:由恒流给定器从端子①、②分别输入4mA 、20mA 电流信号,测量针应分别指示0%、100%。
当误差超过±1%时,应调整机械零点和指示单元的测量指示量程电位器。
③中间刻度校验:把测量/标定切换开关置于“标定”位置,这时,测量针和给定针都应指示50%,当误差超过±1%时,应调整指示单元中的“标定电压调整”电位器,此时,标定电压为3V 。
④将整个范围分为四等分,按0%、25%、50%、75%、100﹪逐点输入相应的电流值,此时,记录下相应的指针位置,为方便读数,可以对准指针0%、25%、50%、75%、100﹪的位置,记录相应的输入电流值,然后计算出误差。
⑤数据处理及实验结果(3)控制参数测试①比例度的测试:将调节器侧面板上,测量/标定切换开关置于“测量”位置,其余开关位置不变。
a .调节调节器正面板上的给定,使给定指示50%,再调节恒流给定器使测量指示50%(12mA ),调节软手动手杆使调节器输出电流Io 为10mA 。
b .将比例刻度盘对准要测试的点的位置,如100%的位置,迅速将工作方式切换开关切向“自动”,调节器输出应保持10mA 不变,用恒流给定迅速加入一个大小适当的输入偏差信号,此时,记录下调节器的输出电流值。
c .再选择其它刻度点如:2%、500%进行上述操作,记录下相应的输出电流值,将刻度值和实际比例度值比较,计算出误差。
计算公式如下: 实际比例度:100%δ=⨯实际输入变化量输出变化量误差=100%25%δδδ-⨯≤刻度实际刻度数据处理及实验结果:d .100%比例刻度校验:重复a 、b 操作后,用螺丝刀调节比例刻度盘,使刻度盘对准真正的100%的位置,不是原来的校验位置。
如:偏差变化2mA (假设测量值增加2mA ),调节比例刻度盘使调节器的输出电流也变化2mA (Io 变到12mA ),此时的刻度盘位置就是标准的100%刻度。
②积分时间的测试将比例刻度盘置于标准的100%处,其余开关位置不变。
a .调节调节器正面板上的给定,使给定指示50%,再调节恒流给定器使测量指示50%(12mA ),调节软手动手杆使调节器输出电流Io 为10mA 。
b .将积分刻度盘对准要测试的点的位置(可将全刻度盘分为3点),迅速将工作方式切换开关切向“自动”,此时没有加入偏差调节器输出应保持10mA 不变。
用恒流给定迅速加入一个大小适当的输入偏差信号±e (信号不要太大以免超出范围),同时启动秒表,当输出Io 从10mA 变化到(10±2e )时,停止记时。
此时,记录下秒表的读数。
c .再选择其它刻度点进行上述操作,将记录下来的秒表读数与刻度值比较,计算出误差。
计算公式如下:100%25%T T T -=⨯≤秒表刻度刻度误差数据处理及实验结果:思考题1.调节器实现无平衡无扰动切换有何实际意义?2.如果将调节器工作方式切换开关置于“硬手动”位置,当输入偏差变化时,调节器的输出将会怎样变化?3.如何进行给定指针的校验?4.为什么EK 调节器没有设置“硬手动”操作?实验四模拟调节器闭环校验一、实验目的1.熟悉模拟调节器的整体结构,了解各部分的作用。
2.掌握模拟调节器测量针的校验方法。
3.知道模拟调节器的工作方式,学会进行各工作方式之间的无扰动切换。
4.掌握模拟调节器控制参数比例度、积分时间的测定方法。
二、实验项目1.熟悉模拟调节器(电Ⅲ型或EK)正、侧面板布置,了解各种开关的用途及主要部件在电路板的位置。
2.检查模拟调节器是否正常。
3.进行测量指针的起点、终点、中间刻度校验。
4.按照实验步骤进行各控制参数的测定和校验。
三、实验设备与仪器1.模拟调节器(电Ⅲ型或EK)1台2.标准电阻箱1个3.恒流给定器1台4.标准电流表1台5.螺丝刀和秒表各16.连接导线若干四、实验接线图五、实验说明及步骤实验五SLPC可编程调节器的编程设计与操作一、实验目的1.熟悉SLPC可编程调节器的硬件结构及各种运算功能模块的工作原理和特性。
2.学会各仪器之间的正确接线,了解各操作键的正确使用方法。
3.掌握SLPC的编程和设计方法,进一步提高编程技巧。
二、实验项目1.熟悉SLPC调节器正、侧面板布置,了解各种开关和按键的用途及操作。
2.仪器之间正确接线,判断SLPC调节器是否正常。
3.学会使用编程器,将预先编好的程序键入,并进行各种参数的设置。
4.按实验内容进行项目的验证。