过程控制专业实训
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一、实训目的通过本次过程控制实验实训,使我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有一个全面的认识,提高我运用理论知识解决实际问题的能力。
同时,通过实验操作,掌握实验设备的使用方法,培养我的动手能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 实验设备本次实验使用的设备包括:过程控制系统实验台、传感器、执行器、控制器、计算机等。
2. 实验内容(1)过程控制系统基本原理及组成(2)传感器特性及测量方法(3)执行器特性及控制方法(4)控制器特性及控制策略(5)过程控制系统设计及应用三、实验步骤1. 观察实验设备,了解其组成及功能。
2. 搭建实验系统,连接传感器、执行器、控制器等。
3. 根据实验要求,设置控制器参数,实现过程控制。
4. 观察实验现象,分析实验结果,调整控制器参数,优化控制效果。
5. 实验结束后,整理实验数据,撰写实验报告。
四、实验结果与分析1. 实验现象通过搭建实验系统,观察实验现象,发现当控制器参数设置合理时,系统能够实现稳定的控制效果。
2. 实验结果(1)传感器输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系。
(2)执行器响应速度快,控制精度高。
(3)控制器参数对系统控制效果有显著影响。
3. 实验分析(1)传感器在过程控制系统中起到采集被测参数的作用,其输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系,为后续控制策略的制定提供了基础。
(2)执行器作为控制系统的输出环节,其响应速度快、控制精度高,对系统控制效果有重要影响。
(3)控制器参数的设置对系统控制效果有显著影响,合理设置控制器参数可以提高控制效果。
五、实训体会1. 通过本次实训,我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有了更深入的了解。
2. 实验过程中,我掌握了实验设备的使用方法,提高了自己的动手能力。
3. 实验过程中,我学会了与团队成员沟通协作,提高了自己的团队协作精神。
4. 实验过程中,我认识到理论知识与实际应用之间的联系,为今后学习和工作打下了基础。
过程控制工程实训报告学号:班别:姓名:实验一上水箱特性测试实验一、实验目的:了解调节器的功能和操作方法,学会使用调节器。
通过实验,了解对象特性曲线的测量的思路和方法,掌握对象模型参数的求取方法。
二、实验设备:水泵Ⅰ、变频器、压力变送器、调节器、主回路调节阀、上水箱、上水箱液位变送器、调节器、电流表。
图1.1实验接线图三、实验步骤:1、认识实验系统,了解本实验系统中的各个对象。
了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能,掌握其正确的接线与使用方法,以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。
熟悉实验装置面板图,做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。
熟悉系统构成和管道的结构,认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。
本实验采用调节器手动输出控制调节阀,计算机采集并记录数据。
图1.2 上水箱特性测试(调节器控制)系统框图图1.3 恒压供水(调节器控制)系统框图2、将上水箱特性测试(调节器控制)实验所用的设备,参照流程图和系统框图接线。
3、确认接线无误后,接通总电源、各仪表的电源,打开上水箱进水阀和下水箱排水阀。
4、设置调节器参数,使用手动输出功能。
(注意:更改调节器参数时,严禁用指甲按调节器面板,为防止损坏面板上的按钮,应用手指均匀用力)按调节器的增/减键改变输出值,使上水箱的液位处于某一平衡位置,记下此时手动输出值。
5、按调节器的增/减键增加调节器手动输出,给系统输入幅值适宜的阶跃信号(阶跃信号不要太大),使系统的输出产生变化,在液位较高处达到新的平衡状态。
6、观察计算机采集的上水箱液位的阶跃响应和历史曲线。
7、调节器的手动输出回到原来的输出值,记录液位下降的曲线。
8、曲线的分析处理,对实验的记录曲线分别进行分析和处理,处理结果记录于表格1。
四、试验报告:根据试验结果编写实验报告,并计算出K、T、τ的平均值,写出系统的广义传递函数(等效成惯性环节,K为静态增益,T为时间常数,τ为延迟时间)。
实验二压力单闭环实验一、实验目的:通过实验掌握单回路控制系统的构成。
一、实训背景随着我国经济的快速发展,化工行业在我国国民经济中的地位日益重要。
化工过程控制作为化工生产中不可或缺的一部分,对于保证产品质量、提高生产效率、降低生产成本、确保安全生产具有重要意义。
为了使同学们更好地了解化工过程控制的相关知识,提高实际操作能力,我们进行了为期两周的化工过程控制实训。
二、实训目的1. 熟悉化工过程控制的基本原理和方法;2. 掌握化工生产过程中常见的控制仪表和设备;3. 学会化工过程控制系统的设计、调试和运行;4. 培养同学们的团队协作精神和实践操作能力。
三、实训内容1. 化工过程控制基本原理实训过程中,我们学习了化工过程控制的基本概念、控制策略、控制系统结构等理论知识,并了解了不同类型控制系统的特点和应用。
2. 常见控制仪表和设备实训过程中,我们了解了化工生产过程中常用的温度、压力、流量、液位等控制仪表,以及相应的传感器、执行器等设备。
通过实际操作,掌握了仪表的安装、调试和维修方法。
3. 化工过程控制系统设计实训过程中,我们学习了化工过程控制系统的设计方法,包括系统选型、参数整定、控制器配置等。
通过实际案例,掌握了系统设计的基本步骤和注意事项。
4. 化工过程控制系统调试和运行实训过程中,我们学习了化工过程控制系统的调试方法,包括控制器参数整定、系统联调等。
通过实际操作,掌握了系统调试的基本步骤和技巧。
5. 实训项目实践实训过程中,我们参与了化工过程控制系统的实际调试和运行。
在项目实践中,我们充分发挥团队协作精神,共同解决了系统调试过程中遇到的问题,提高了实际操作能力。
四、实训心得体会1. 理论与实践相结合本次实训使我深刻认识到理论与实践相结合的重要性。
在实训过程中,我们不仅学习了理论知识,还通过实际操作掌握了化工过程控制的相关技能。
2. 团队协作精神实训过程中,我们遇到了各种问题和困难,但通过团队协作,我们共同解决了这些问题。
这使我认识到团队协作精神在化工生产过程中的重要性。
一、引言过程控制是自动化技术中的一个重要分支,它通过对生产过程中的各种参数进行实时监测、分析和控制,实现生产过程的稳定、高效和节能。
为了更好地掌握过程控制技术,我们参加了为期两周的过程控制实训。
本文将总结实训过程中的学习内容、收获体会以及存在的不足,以期提高自身的过程控制能力。
二、实训内容1. 实训模块:本次实训主要涉及THKGK-1过程控制实验装置、计算机及STEP7运行环境、MPI电缆线、组态王软件等。
2. 实训项目:(1)过程控制基本原理:了解过程控制系统的组成、工作原理以及各种控制策略。
(2)传感器特性:认识传感器的工作原理、性能指标以及应用领域。
(3)自动化仪表:学习自动化仪表的使用方法、调试技巧以及常见故障处理。
(4)变频器:掌握变频器的基本原理、接线方式以及调试方法。
(5)电动调节阀:了解电动调节阀的结构、工作原理以及调节特性。
(6)被控对象特性测试:学习测定被控对象特性的方法,包括单容水箱和双容水箱特性测试。
(7)单回路控制系统参数整定:掌握单回路控制系统参数整定的方法,包括PID参数整定。
(8)串级控制系统参数整定:学习串级控制系统参数整定的方法,包括串级控制系统的设计、计算和投运。
(9)控制系统设计:运用所学知识,设计并实现一个简单的控制系统。
三、实训收获1. 理论与实践相结合:通过实训,我们将所学的过程控制理论知识与实际操作相结合,提高了自身的实践能力。
2. 掌握过程控制技术:掌握了过程控制系统的基本原理、传感器特性、自动化仪表使用、变频器调试、电动调节阀调节特性等过程控制技术。
3. 培养团队协作精神:在实训过程中,我们分成小组进行项目合作,提高了团队协作能力。
4. 增强动手能力:通过实际操作,我们提高了动手能力,为今后的工作打下了基础。
四、实训不足1. 理论知识掌握不够扎实:在实训过程中,我们发现自己在理论知识方面还存在不足,需要进一步学习和巩固。
2. 实践操作经验不足:虽然我们掌握了过程控制技术,但在实际操作中,仍存在操作不够熟练、故障处理不够及时等问题。
Successfully tried since ancient times.精品模板助您成功!(页眉可删)过程控制系统实验心得过程控制系统实验心得1早在我选择民政职业技术学院就读软件开发与项目管理这门专业的时候,我一直认为软件开发无非是努力的敲代码,从敲代码的过程中去体会各行代码的意思和用处,在没学软件工程时我一直都是努力的敲代码去学习软件开发这门专业。
在大一的时候我敲代码的激情很好,但是到大二的时候就出现问题了,我根本就不喜欢敲代码了,看见代码就头疼。
所以感觉厌恶这门专业,对学习也不感兴趣了。
而且,还有一件更头疼的事是在写一个简单的程序时竟然老是出错,难一点的,复杂一点的程序竟然无从下手。
但是去看程序的参考答案时都看得懂,又感觉很容易。
学了软件工程以后,我就感觉我以前的学习方法是错误的。
以前我只注重于代码,而不注重理论知识以及编程的思路,程序的架构。
以至于在些程序时没有写程序的思路,不能形成程序的架构。
只想到看脑袋里是否有与此类似的代码。
越想程序越乱,最后脑袋里一片空白。
不知道程序从哪个方面下手了。
软件工程这门课程是做软件开发的人必学的课程,通过学这门课程,程序员就会注重软件开发的理论知识,以及做项目开发的思路。
学了这门课程后你写程序就不会去盲目的去套用代码,而是理清此程序的架构以及思路。
程序该从什么时候开始,什么时候结束。
在中间需要添加什么样的功能,以完善该软件。
其实学软件工程并不难,而且很容易。
软件工程与日常生活联系起来的话,就是在一天中你该先做什么,后做什么。
理解了先做什么,后做什么了以后写程序就不是那么难了,再复杂的程序也可以分成几大块。
你理清程序的思路后就可以一步步的解决其中的难题,最终实现软件的功能。
如果没学软件工程不知道理清程序的思路的话,做一个大的项目开发,那么多的代码,没有一个很好的结构,最终只会导致程序混乱,错误百出,知道代码再多也会素手无策的。
总而言之,作为一个程序员学习软件工程这门课程是至关必要的,如果没学习软件工程,你就不会做项目开发,也不可能开发出一个完善的软件出来。
过程控制技术及实训总结过程控制技术及实训总结一、引言过程控制技术是指利用仪器仪表和自动化设备对工业生产过程进行监测、调节和控制的技术。
随着科技的发展和工业自动化水平的不断提高,过程控制技术已经得到了广泛的应用和发展,对于提高工业生产效率、保证产品质量起到了至关重要的作用。
为了更好地掌握过程控制技术,学习和实践是非常重要的环节。
本篇文章将结合过程控制技术的学习和实训经历,总结相关经验和体会。
二、过程控制技术学习过程控制技术包括传感器与执行器、自动控制系统和过程优化与调节等方面的内容。
在学习过程中,我们首先需要了解传感器与执行器的基本原理和分类。
传感器是获取被测量信息的装置,而执行器则是根据控制信号产生相应的动作。
通过学习传感器与执行器的原理和应用,我们可以了解到不同类型的传感器如温度传感器、压力传感器、流量传感器等以及不同类型的执行器如电动执行器、电磁执行器等的工作原理和适用范围。
其次,了解自动控制系统的基本构成和工作原理也是过程控制技术学习的重要内容。
自动控制系统由测量元件、传输元件、控制装置和执行元件组成。
测量元件负责对被测量对象的物理量进行测量,传输元件将测量信号传送给控制装置,控制装置根据测量信号产生控制信号,执行元件根据控制信号产生相应的动作。
通过学习自动控制系统的工作原理和控制方法,我们可以了解到开环控制和闭环控制的区别,以及PID控制器的原理和调节方法等。
最后,在过程优化与调节方面的学习中,我们可以了解到如何通过调节控制系统参数来实现过程优化,以达到提高产品质量和工艺效率的目的。
此外,还需要掌握一些常见的调节方法,如比例调节、积分调节和微分调节等。
三、过程控制技术实训经验分享过程控制技术的学习与实践密切相关,实训环节可以帮助学生更好地理解和应用所学知识。
在过程控制技术实训中,我个人总结了以下几点经验。
1. 系统的规划与设计在进行过程控制实训前,应对实训项目进行详细的规划和设计。
首先,要明确实训的目标,确定所需实训设备和材料。
目录实训一双容水箱特性的测试 (1)实训二双容水箱液位定值控制系统 (7)实训三锅炉内胆水温位式控制系统 (9)实训四水箱液位串级控制系统 (12)实训五下水箱液位与进水流量的串级控制系统 (17)实训六下水箱液位的前馈-反馈控制系统 (20)总结 (23)实训一双容水箱特性的测试一、实训目的1.掌握双容水箱特性的阶跃响应曲线测试方法;2.根据由实训测得双容液位的阶跃响应曲线,确定其特征参数K、T 1、T2及传递函数;3.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实训设备(同前)三、原理说明图1 双容水箱对象特性测试系统(a)结构图 (b)方框图由图1-1所示,被测对象由两个不同容积的水箱相串联组成,故称其为双容对象。
自衡是指对象在扰动作用下,其平衡位置被破坏后,不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身重新恢复平衡的过程。
根据本章第一节单容水箱特性测试的原理,可知双容水箱数学模型是两个单容水箱数学模型的乘积,即双容水箱的数学模型可用一个二阶惯性环节来描述:G(s)=G1(s)G2(s)=)1sT)(1sT(K1sTk1sTk212211++=+⨯+(1-1)式中K=k1k2,为双容水箱的放大系数,T1、T2分别为两个水箱的时间常数。
本实训中被测量为下水箱的液位,当中水箱输入量有一阶跃增量变化时,两水箱的液位变化曲线如图1-2所示。
由图1-2可见,上水箱液位的响应曲线为一单调上升的指数函数(图1-2 (a));而下水箱液位的响应曲线则呈S形曲线(图1-2 (b)),即下水箱的液位响应滞后了,它滞后的时间与阀F1-10和F1-11的开度大小密切相关。
图1-2 双容水箱液位的阶跃响应曲线(a)中水箱液位(b)下水箱液位双容对象两个惯性环节的时间常数可按下述方法来确定。
在图1-3所示的阶跃响应曲线上求取:(1) h2(t)|t=t1=0.4 h2(∞)时曲线上的点B和对应的时间t1;(2) h2(t)|t=t2=0.8 h2(∞)时曲线上的点C和对应的时间t2。
过程控制实训报告班级:_____________ 电子A1532班 _________姓名:_________________ 万懿锋_____________学号:37 ___________________指导教师:_______________ 曾伟______________扌报告成绩:_______________________________平时成绩:__________________________________操作成绩:__________________________________教师评语:_________________________________________________电子工程学院二零一八年十一月目录实训一三容水箱液位定值控制系统 (1)实训二下水箱液位与进水流量串级控制系统 (3)实训三盘管出水口温度滞后控制系统 (5)实训四盘管出水口水温与热水流量的串级控制系统. (7)实训五盘管出口与锅炉内胆的水温串级控制系统. (9)实训六单闭环流量定值控制系统 (11)实训报告院(系):电子工程学院 课程名称:过程控制实训日期:2018.11.19班级 A1532 组 号学号37 电子信息实验楼405专业 自动化姓名万懿锋实训 名称实训一三容水箱液位控制1 •了解三容水箱液位定值控制系统的结构和组成。
2 •掌握三阶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变化对系统静、动态性能的影响。
4 .分析P 、PI 、PD PID 四种控制方式对本实训系统的作用。
5 •综合分析五种控制方案的实训效果。
本实训系统结构图和方框图如图1-1所示。
本实训以上、中、下三只水箱串联作被控对象,下水箱的液位高度为系统的被控制量。
由第二章双容特性测试实训可 推知,三容实训 仪器 材料1. 实训对象及控制屏、 SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计 算机一台(DCS 需两台计算机)、万用表一个:2. SA-12挂件一个、3. SA-21挂件一个、4. SA-31挂件一个、 换器两个,网线四根:5. SA-41 挂件一个、6. SA-42挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根;SA-22挂件一个、SA-23挂件一个;SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交 CP5611专用网卡及网线;实训 目的 要求实 训 原 理1-1三容液位定值控制系统(a )结构图(b )方框图上水坊电目闯韦阀 Fl- I■"- _______ _____一 ------------ --------------图 * FIT"'下样"嘛I对象是一个三阶系统,可用三个惯性环节来描述。
学院PLC与过程控制实训报告系(部) 电子与通信工程系专业(班级)电气工程及其自动化姓名学号指导教师起止日期I PLC实训报告(系部):电子与通信工程系专业::班级:姓名:学号:一、电气控制实习的主要内容本训练内容是设计电机的顺序启动和停止的PLC控制系统,电机的顺序控制在工业上广泛采用PLC 进行编程控制,常用于工业生产的各个领域,以实现自动化控制的要求。
1主要任务用PLC实现对二台电机的顺序控制。
控制要求是:(1)按下顺序启动按钮,电机B启动,在5秒后,电机A定时自动启动;电机A在运行过程中,碰到行程开关则立即停止(行程开关不必需自保持),5秒后电动机B跟随停止。
(2)在二台电动机同时运行的情况下,按下停止按钮,则二台电动机同时立即停止;(3)电动机B可以单独启动和停止;(4)二台电动机运行均有指示灯;(5)有电动机过载保护处理:任何一台电动机过载则全部停止,相应的电动机运行指示灯闪烁,直到人工按下停止按钮则熄灭。
2设计过程2.1 I\O分配表2.2 设备选型与清单2.3 硬件电路的设计图1电机顺序启动与停止控制硬件原理图2.4 布局图图2电气柜布局图2.5 PLC程序设计图3电机顺序启动梯形图图4电机顺序启动指令表2.6 安装制作、调试调试结果如下:(1)按下X0(即SB1),先启动电机B,电机指示等HL1亮,延时5S后启动电机A,电机运行指示灯HL0 亮,由于电机没有带动实物动作,所以在这里手动拨下行程开关X5,电机A立即停止,电机B延时5秒后也停止,指示灯接灭。
(2)在两台电机同时运行条件下,按下停止按钮X1(即SB2)则全部立即停止。
(3)按下X2(即SB3)可单独启动B电机,按下X3(即SB4)可单独停止B电机。
(4)模拟电机得热过载,当X5或X6断开时,A和B电机立即停止,达到热过载得要求。
二、实习取得的经验及收获在学完PLC理论课程后我们做了PLC的实训,把理论知识应用于实践。
一、实训目的本次程序流程控制实训旨在让学生通过实际操作,深入理解程序流程控制的概念和原理,掌握各种流程控制结构(如顺序结构、选择结构、循环结构等)的编写和应用。
通过实训,提高学生运用编程语言解决实际问题的能力,增强编程思维和逻辑分析能力。
二、实训环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.83. 开发工具:PyCharm4. 实训教材:《Python程序设计基础》三、实训原理程序流程控制是指通过编写程序代码,控制程序执行顺序和流程,从而实现特定功能。
程序流程控制主要包括以下几种结构:1. 顺序结构:按照代码编写的顺序依次执行。
2. 选择结构:根据条件判断,选择不同的执行路径。
3. 循环结构:重复执行一段代码,直到满足特定条件。
四、实训过程1. 顺序结构实训(1)实训内容:编写一个简单的计算器程序,实现加减乘除运算。
(2)实训步骤:- 输入两个数字和运算符;- 根据运算符执行相应的运算;- 输出运算结果。
(3)实训代码:```pythondef calculator():num1 = float(input("请输入第一个数字:"))num2 = float(input("请输入第二个数字:"))operator = input("请输入运算符(+、-、、/):") if operator == "+":result = num1 + num2elif operator == "-":result = num1 - num2elif operator == "":result = num1 num2elif operator == "/":result = num1 / num2else:print("无效的运算符")returnprint("结果是:", result)calculator()```2. 选择结构实训(1)实训内容:编写一个判断闰年的程序。
目录实训一双容水箱特性的测试 (1)实训二双容水箱液位定值控制系统 (7)实训三锅炉内胆水温位式控制系统 (9)实训四水箱液位串级控制系统 (12)实训五下水箱液位与进水流量的串级控制系统 (17)实训六下水箱液位的前馈-反馈控制系统 (20)总结 (23)实训一双容水箱特性的测试一、实训目的1.掌握双容水箱特性的阶跃响应曲线测试方法;2.根据由实训测得双容液位的阶跃响应曲线,确定其特征参数K、T 1、T2及传递函数;3.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实训设备(同前)三、原理说明图1 双容水箱对象特性测试系统(a)结构图 (b)方框图由图1-1所示,被测对象由两个不同容积的水箱相串联组成,故称其为双容对象。
自衡是指对象在扰动作用下,其平衡位置被破坏后,不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身重新恢复平衡的过程。
根据本章第一节单容水箱特性测试的原理,可知双容水箱数学模型是两个单容水箱数学模型的乘积,即双容水箱的数学模型可用一个二阶惯性环节来描述:G(s)=G1(s)G2(s)=)1sT)(1sT(K1sTk1sTk212211++=+⨯+(1-1)式中K=k1k2,为双容水箱的放大系数,T1、T2分别为两个水箱的时间常数。
本实训中被测量为下水箱的液位,当中水箱输入量有一阶跃增量变化时,两水箱的液位变化曲线如图1-2所示。
由图1-2可见,上水箱液位的响应曲线为一单调上升的指数函数(图1-2 (a));而下水箱液位的响应曲线则呈S形曲线(图1-2 (b)),即下水箱的液位响应滞后了,它滞后的时间与阀F1-10和F1-11的开度大小密切相关。
图1-2 双容水箱液位的阶跃响应曲线(a)中水箱液位(b)下水箱液位双容对象两个惯性环节的时间常数可按下述方法来确定。
在图1-3所示的阶跃响应曲线上求取:(1) h2(t)|t=t1=0.4 h2(∞)时曲线上的点B和对应的时间t1;(2) h2(t)|t=t2=0.8 h2(∞)时曲线上的点C和对应的时间t2。
图1-3 双容水箱液位的阶跃响应曲线然后,利用下面的近似公式计算式阶跃输入量输入稳态值=∞=O h x )(K 2 (1-2) 2.16t t T T 2121+≈+ (1-3) )55.074.1()T (T T T 2122121-≈+t t (1-4) 0.32〈t 1/t 2〈0.46由上述两式中解出T 1和T 2,于是得到如式(1-1)所示的传递函数。
在改变相应的阀门开度后,对象可能出现滞后特性,这时可由S 形曲线的拐点P 处作一切线,它与时间轴的交点为A ,OA 对应的时间即为对象响应的滞后时间τ。
于是得到双容滞后(二阶滞后)对象的传递函数为:G (S )=)1)(1(21++S T S T K S e τ- (1-4) 四、实训内容与步骤本实训选择中水箱和下水箱串联作为被测对象(也可选择上水箱和中水箱)。
实训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F1-10开度稍大于F1-11的开度),其余阀门均关闭。
具体实训内容与步骤按五种方案分别叙述,这五种方案的实训与用户所购的硬件设备有关,可根据实训需要选做或全做。
智能仪表控制步骤如下:1.将SA-12挂件挂到屏上,并将挂件的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上,将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2,并按照本章第一节控制屏接线图2-3连接实训系统。
将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON ”的位置。
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、单相Ⅲ空气开关,给智能仪表及电动调节阀上电。
3.打开上位机MCGS 组态环境,打开“智能仪表控制系统”工程,然后进入MCGS 运行环境,在主菜单中点击“实训二、双容自衡水箱对象特性测试”,进入实训二的监控界面。
4.在上位机监控界面中将智能仪表设置为“手动”输出,并将输出值设置为一个合适的值(一般为最大值的40~70%,不宜过大,以免水箱中水溢出),此操作需通过调节仪表实现。
5.合上三相电源空气开关,磁力驱动泵上电打水,适当增加/减少智能仪表的输出量,使下水箱的液位处于某一平衡位置,记录此时的仪表输出值和液位值。
6.液位平衡后,突增(或突减)仪表输出量的大小,使其输出有一个正(或负)阶跃增量的变化(即阶跃干扰,此增量不宜过大,以免水箱中水溢出),于是水箱的液位便离开原平衡状态,经过一段时间后,水箱液位进入新的平衡状态,记录下此时的仪表输出值和液位值,液位的响应过程曲线将如图1-4所示。
图1-4 双容水箱液位阶跃响应曲线7.根据前面记录的液位和仪表输出值,按公式(1-2)计算K 值,再根据图1-3中的实训曲线求得T 1、T 2值,写出对象的传递函数。
五、实训结果1.双容水箱液位特性测试实训的结构框图。
参数及传递函数。
六、思考题1.做本实训时,为什么不能任意改变两个出水阀门开度的大小?答:如果改变会影响实训的稳定,对所设置的给定值产生影响。
2.用响应曲线法确定对象的数学模型时,其精度与那些因素有关?答:与K和T有关。
3.如果采用上水箱和中水箱做实训,其响应曲线与用中水箱和下水箱做实训的曲线有什么异同?并分析差异原因。
4.引起双容对象滞后的因素主要有哪些?答:因素有K、T及时间常数。
实训二双容水箱液位定值控制系统一、实训目的1.通过实训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、实训设备(同前)三、实训原理本实训以中水箱与下水箱串联作为被控对象,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。
本实训系统结构图和方框图如图2-1所示。
图2-1 双容液位定值控制系统四、实训内容与步骤本实训选择中水箱和下水箱串联作为双容对象(也可选择上水箱和中水箱)。
实训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。
具体实训内容与步骤可根据本实训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。
实训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(一般约为3~5cm)且下水箱的液位趋于给定值时切换为最佳。
五、实训结果1.双容水箱液位定值控制实训的结构框图。
2.根据实训数据和曲线,分析系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能。
、实训三锅炉内胆水温定值控制系统一、实训目的1.了解单回路温度控制系统的组成与工作原理。
2.研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对温度系统的控制作用。
3.了解PID参数自整定的方法及其参数整定在整个系统中的重要性。
4.分析锅炉内胆动态水温与静态水温在控制效果上有何不同之处?二、实训设备(同前)三、实训原理本实训以锅炉内胆作为被控对象,内胆的水温为系统的被控制量。
本实训要求锅炉内胆的水温稳定至给定量,将铂电阻TT1检测到的锅炉内胆温度信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制三相调压模块的输出电压(即三相电加热管的端电压),以达到控制锅炉内胆水温的目的。
在锅炉内胆水温的定值控制系统中,其参数的整定方法与其它单回路控制系统一样,但由于加热过程容量时延较大,所以其控制过渡时间也较长,系统的调节器可选择PD或PID控制。
本实训系统结构图和方框图如图3-15所示。
图3-1 锅炉内胆温度特性测试系统可以采用两种方案对锅炉内胆的水温进行控制:(一)锅炉夹套不加冷却水(静态)(二)锅炉夹套加冷却水(动态)显然,两种方案的控制效果是不一样的,后者比前者的升温过程稍慢,降温过程稍快,过渡过程时间稍短。
四、实训内容与步骤本实训选择锅炉内胆水温作为被控对象,实训之前先将储水箱中贮足水量,然后将阀门F2-1、F2-6、F1-13全开,将锅炉出水阀门F2-12关闭,其余阀门也关闭。
将变频器输出A、B、C三端连接到三相磁力驱动泵(220V),打开变频器电源并手动调节其频率,给锅炉内胆贮一定的水量(要求至少高于液位指示玻璃管的红线位置),然后关闭阀F1-13,打开阀F1-12,为给锅炉夹套供冷水做好准备。
具体实训内容与步骤按五种方案分别叙述,这五种方案的实训与用户所购的硬件设备有关,可根据实训需要选做或全做。
智能仪表控制步骤如下:1.将SA-11、SA-12挂件挂到屏上,并将挂件的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上,将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2,并按照第二章第三节的控制屏接线图2-14连接实训系统。
2.接通总电源空气开关和钥匙开关,按下启动按钮,合上单相Ⅰ空气开关,给智能仪表上电。
3.打开上位机MCGS组态环境,打开“智能仪表控制系统”工程,然后进入MCGS运行环境,在主菜单中点击“实训六、锅炉内胆水温定值控制”,进入实训六的监控界面。
4.在上位机监控界面中点击“启动仪表”,将智能仪表设置为“手动”,并将输出值设置为一个合适的值,此操作可通过调节仪表实现。
5.合上三相电源空气开关,三相电加热管通电加热,适当增加/减少智能仪表的输出量,使锅炉内胆的水温平衡于设定值。
6.按本章第一节中的经验法或动态特性参数法整定调节器参数,选择PID控制规律,并按整定后的PID参数进行调节器参数设置。
7.待锅炉内胆水温稳定于给定值时,将调节器切换到“自动”状态,待水温平衡后,突增(或突减)仪表设定值的大小,使其有一个正(或负)阶跃增量的变化(即阶跃干扰,此增量不宜过大,一般为设定值的5%~15%为宜),于是锅炉内胆的水温便离开原平衡状态,经过一段调节时间后,水温稳定至新的设定值,记录此时智能仪表的设定值、输出值和仪表参数,内胆水温的响应过程曲线将如图3-16所示。
图3-2 锅炉内胆水温阶跃响应曲线8.适量改变调节仪的PID参数,重复步骤7,用计算机记录不同参数时系统的响应曲线。
9.打开变频器电源开关,给变频器上电,将变频器设置在适当的频率(19Hz左右),变频器支路开始往锅炉夹套打冷水,重复步骤4~8,观察实训的过程曲线与前面不加冷水的过程有何不同。