過程控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 殷老師.doc

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1、過程控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書殷華文南陽理工學(xué)院自動(dòng)化教研室2011年10月目錄第一部分：基于“孝”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一恒壓供水控制……………………………………………………………5實(shí)驗(yàn)二水箱液位單回路PID控制………………………………………………9實(shí)驗(yàn)三管道流量單回路PID控制………………………………………………12實(shí)驗(yàn)四鍋爐溫度單回路PID控制………………………………………………15實(shí)驗(yàn)五上下水箱液位串級(jí)控制…………………………………………………19實(shí)驗(yàn)六液位—流量串級(jí)控制……………………………………………………22第二部分：基于“悌”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一恒壓供水控制

2、……………………………………………………………29實(shí)驗(yàn)二水箱液位單回路PID控制………………………………………………33實(shí)驗(yàn)三管道流量單回路PID控制………………………………………………36實(shí)驗(yàn)四鍋爐溫度單回路PID控制………………………………………………39實(shí)驗(yàn)五上下水箱液位串級(jí)控制…………………………………………………42實(shí)驗(yàn)六液位—流量串級(jí)控制……………………………………………………45過程控制實(shí)驗(yàn)利用自制的兩臺(tái)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行，這兩臺(tái)設(shè)備分別命名為“孝”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置和“悌”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置。由于這兩臺(tái)設(shè)備的硬件配置不一樣，所以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的內(nèi)容不一樣，但是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是一

3、樣的。在“孝”字號(hào)上主要用智能儀表做實(shí)驗(yàn)，在“悌”字號(hào)上主要用力控組態(tài)軟件和ADAM模塊做實(shí)驗(yàn)。第一部分：基于“孝”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)“孝”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái)后部接線端子排列圖：上排端子中排端子下排端子實(shí)驗(yàn)一恒壓供水控制恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要完成水泵供水時(shí)保持恒壓，為整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置供水。該控制系統(tǒng)用智能儀表作為調(diào)節(jié)器，壓力變送器作為反饋單元，把檢測(cè)到的水泵出口水壓信號(hào)傳到智能儀表上，用智能儀表控制變頻器，變頻器驅(qū)動(dòng)水泵變頻調(diào)速運(yùn)行，以達(dá)到恒壓供水的目的。設(shè)置調(diào)整智能儀表的PID等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.認(rèn)識(shí)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置；2.認(rèn)識(shí)恒壓供水控制系統(tǒng)的組成，

4、掌握實(shí)驗(yàn)原理；3.掌握智能儀表的使用和參數(shù)整定；4.掌握實(shí)驗(yàn)裝置的基本操作。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備“孝”字號(hào)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置：交流變頻器MMV440（PY101），智能儀表（PIC101），壓力變送器（PIT101），磁力驅(qū)動(dòng)泵（PV101），250歐的標(biāo)準(zhǔn)電阻，萬用表。三、實(shí)驗(yàn)控制指標(biāo)被控變量：磁力泵供水壓力；設(shè)定值：50KPa；穩(wěn)態(tài)誤差§≤±2%。四、實(shí)驗(yàn)原理1、控制系統(tǒng)方框圖圖1恒壓供水系統(tǒng)方框2、變頻器的設(shè)置和接線本實(shí)驗(yàn)裝置使用的是SIEMENS公司的MICROMASTER440系列交流變頻調(diào)速器，功率是0.37KW。1)實(shí)際接線：模擬量輸入：選用端子（3）“ADC1+”和端子（4）“ADC

5、1-”向變頻器傳送信號(hào)。數(shù)字量輸入：用5，7，9三個(gè)端子輸，5、9兩端子用作電機(jī)開關(guān)，用來控制電機(jī)的啟動(dòng)。而7、9兩端子表示電機(jī)的復(fù)位作用。實(shí)際接線圖如圖4。圖2儀表輸出控制變頻器的模擬量信號(hào)接線圖2)變頻器設(shè)置值：變頻器的缺省設(shè)置(與變頻器的型號(hào)和容量有關(guān))是按4極電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行配置的：（1）由數(shù)字輸入端控制(ON/OFF命令)；（2）通過模擬輸入1輸入設(shè)定值P1000=2；（3）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)P0300=1；（4）電動(dòng)機(jī)冷卻方式為自冷P0335=0；（5）電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)P0640=150%；（6）最小頻率P1080=0Hz；（7）最大頻率P1082=50Hz；（8）斜坡上升時(shí)間P1120

6、=10s；（9）斜坡下降時(shí)間P1121=10s；（10）線性的V/f特性P1300=0。3)變頻器的狀態(tài)顯示屏：MICROMASTER變頻器前面板上有狀態(tài)顯示SDP，有兩個(gè)LED用于顯示變頻器的工作狀態(tài)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、配置管路仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)裝置上的管路、閥門、水泵，根據(jù)圖3所示配置閥門和管道：打開手閥HV01、HV02、HV04、HV07、HV08；關(guān)閉手閥HV03、HV09、HV11、HV13、HV15、HV16、HV17、HV18構(gòu)成管路。圖3恒壓供水控制管道儀表流程圖2、實(shí)驗(yàn)接線仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀表、傳感器、接線端子排，按照?qǐng)D4所示進(jìn)行接線。由于從現(xiàn)場(chǎng)過來的壓力信號(hào)是4-20mA，

7、所以在進(jìn)入儀表PIC101的17、18端時(shí)，要在17、18端并上一個(gè)250歐的電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成1-5V電壓信號(hào)。圖4恒壓供水系統(tǒng)回路儀表接線圖3、設(shè)置儀表參數(shù)閉合實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀表電源開關(guān)，設(shè)定智能儀表相應(yīng)的參數(shù)，然后設(shè)置控制設(shè)定值（儀表面板操作及參數(shù)意義參考儀表說明書）。本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)定值就是供水壓力。實(shí)驗(yàn)時(shí)可將參數(shù)CtrL設(shè)置為2，進(jìn)行參數(shù)自整定，觀察自整定效果；再進(jìn)行人工P、I、D參數(shù)設(shè)置，比較兩者效果。給出儀表參數(shù)