熱工過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告-姜栽沙_1

1、熱工過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告姜栽沙熱工過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告專(zhuān)業(yè)班級(jí)：新能源1402班學(xué)生姓名：姜栽沙學(xué)號(hào)：1004140220中南大學(xué)能源學(xué)院2017年1月 實(shí)驗(yàn)一熱工過(guò)程控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)與mcgs應(yīng)用 組號(hào)_ 同組成員李博、許克偉、成績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解幾種控制系統(tǒng)（基于智能儀表、基于計(jì)算機(jī)）的組成、工作原理、控制過(guò)程特點(diǎn)；了解計(jì)算機(jī)與智能儀表的通訊方式。了解組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)，熟悉mcgs組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程。掌握mcgs組態(tài)軟件提供的一些基本功能，如基本畫(huà)面圖素的繪制、動(dòng)畫(huà)連接的使用、控制程序的編寫(xiě)、構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。二、實(shí)驗(yàn)裝置1、計(jì)算機(jī)一臺(tái)2、

2、mcgs組態(tài)軟件一套3、對(duì)象：sk-1-9型管狀電阻爐一臺(tái)；測(cè)溫?zé)犭娕家恢В╧型）。4、ai818/宇電519/lu-906k智能調(diào)節(jié)儀組成的溫控器一臺(tái)。5、thkgk-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置（含智能儀表、plc、變頻器、控制閥）一套6、cst4001-6h電阻爐檢定爐（含電阻爐、溫度控制器、測(cè)溫元件、接口）一套7、電阻爐溫度控制系統(tǒng)接線圖和方框圖如圖1-1、1-2所示。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電阻爐溫度控制系統(tǒng)（液位、流量、壓力）被控過(guò)程: 電阻爐被控變量: 電阻爐溫度操縱變量: 電阻爐的功率主要擾動(dòng)：環(huán)境溫度變化，電壓值，電流值2、帶檢測(cè)控制點(diǎn)的流程圖3、控制系統(tǒng)方框圖 4、控制系統(tǒng)中所用的儀表名稱(chēng)

3、、型號(hào)（檢測(cè)儀表、控制器、執(zhí)行器、顯示儀表）。檢測(cè)儀表：cst4001-6h電阻爐檢定爐控制器：ai818/宇電519/lu-906k智能調(diào)節(jié)儀組成的溫控器執(zhí)行器：thkgk-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置（含智能儀表、plc、變頻器、控制閥）顯示儀表：計(jì)算機(jī)5、智能儀表與計(jì)算機(jī)是怎樣進(jìn)行通訊？有哪幾種方式？智能儀表與計(jì)算機(jī)通訊一般有三種方式，分別為usb接口，485接口，232接口，通過(guò)這些接口進(jìn)行信號(hào)傳輸，計(jì)算機(jī)得以對(duì)儀表進(jìn)行溫控。6、什么是組態(tài)軟件？組態(tài)軟件是指對(duì)系統(tǒng)的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到系統(tǒng)按照預(yù)定設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，滿(mǎn)足使用者要求的目的的應(yīng)用軟件。四、mcgs組態(tài)界面提供電阻爐溫度控制系

4、統(tǒng)一套完整組態(tài)界面圖（共6個(gè)圖），包括主界面、運(yùn)行界面、設(shè)備工況、存盤(pán)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線、歷史數(shù)據(jù)。 五、思考題 1、定值控制、隨動(dòng)控制和程序控制有何區(qū)別？定值系統(tǒng)是設(shè)定值恒定，不隨時(shí)間而變；隨動(dòng)控制系統(tǒng)是設(shè)定值隨時(shí)間不斷變化，而且預(yù)先不知道它的變化規(guī)律；程序控制系統(tǒng)是設(shè)定值在時(shí)間上按一定程序變化，被控量在時(shí)間上也按一定程序變化。2、組成一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)需要哪些基本環(huán)節(jié)？對(duì)象，檢測(cè)元件及變送器，控制器，執(zhí)行器。3、說(shuō)明在計(jì)算機(jī)上完成232接口、usb接口設(shè)置步驟（要配屏幕截圖）。232接口用來(lái)串口連接usb的數(shù)據(jù)線，將接口轉(zhuǎn)為usb后，插上usb接口，安裝好接線的驅(qū)動(dòng)即可。4、簡(jiǎn)述智能儀表（宇電5

5、19）在mcgs組態(tài)軟件中設(shè)備窗口進(jìn)行組態(tài)配置的方法和步驟（要有屏幕截圖）。選擇設(shè)備構(gòu)件；設(shè)置構(gòu)件屬性；連接設(shè)備通道。5、設(shè)計(jì)兩種流量控制系統(tǒng)，分別畫(huà)出兩個(gè)控制系統(tǒng)的原理圖、方框圖，比較說(shuō)明兩種控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。典型工業(yè)加熱爐燃燒過(guò)程流量控制系統(tǒng)有以下兩種： 比值串級(jí)控制系統(tǒng) 優(yōu)：比值系數(shù)可以預(yù)先設(shè)定，在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，通過(guò)分析煙氣含氧量計(jì)算熱效率，人工調(diào)整比值器的設(shè)定值，可以使燃燒處于較佳狀態(tài)。缺：在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，不能保持適當(dāng)?shù)目諝馊剂媳?。交叉限幅控制系統(tǒng)優(yōu)：發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，由于高低值選擇器的限幅作用，使得系統(tǒng)能在一定的范圍內(nèi)維持空氣-燃料比，克服了一般比值調(diào)節(jié)方式的局限性。6、對(duì)電阻爐溫度進(jìn)

6、行溫度控制時(shí)，常用的執(zhí)行器有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？氣動(dòng)執(zhí)行器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出推力大，動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，本質(zhì)安全防爆?？刂凭容^低，雙作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后不能回到預(yù)設(shè)位置。單作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后可以依靠彈簧回到預(yù)設(shè)位置。電動(dòng)執(zhí)行器：能源取用方便，信號(hào)傳輸速度快，傳送距離遠(yuǎn)，便于集中控制，靈敏度和精度較高，與電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表配合方便，安裝接線簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，推力小，價(jià)格貴。 實(shí)驗(yàn)二對(duì)象動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與識(shí)別 組號(hào)_ 同組成員李博、許克偉、成績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怙w升曲線法（即階躍法）測(cè)量對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的方法，并根據(jù)飛升曲線識(shí)別對(duì)象的動(dòng)態(tài)

7、特性，通過(guò)數(shù)據(jù)處理建立對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、計(jì)算機(jī)一臺(tái)2、mcgs組態(tài)軟件一套3、對(duì)象：sk-1-9型管狀電阻爐一臺(tái)；測(cè)溫?zé)犭娕家恢В╧型）。4、ai818/yd519/lu-906k智能調(diào)節(jié)儀組成的溫控器一臺(tái)。三、預(yù)習(xí)填空1、在實(shí)際工作中，常常用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究對(duì)象的特性。通常采用飛升曲線（即階躍法）測(cè)量對(duì)象動(dòng)態(tài)特性，通過(guò)數(shù)據(jù)處理建立對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。表征對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的通常用微分方程式或傳遞函數(shù)。2、對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)取法有響應(yīng)曲線法、矩形脈沖法、正弦波法和隨機(jī)信號(hào)法四種。3、表征對(duì)象特性的參數(shù)有放大系數(shù)k 、時(shí)間常數(shù)t 和滯后時(shí)間。4、對(duì)象特性的類(lèi)型有自衡非振蕩、無(wú)自衡非振蕩、

8、自衡振蕩和反向特性四種。5、時(shí)間常數(shù)可以通過(guò)響應(yīng)曲線和實(shí)驗(yàn)測(cè)定求出。四、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖電阻爐特性測(cè)試原理圖、接線圖、數(shù)據(jù)采集mcgs組態(tài)界面圖。電阻爐特性測(cè)試原理圖： 接線圖： 數(shù)據(jù)采集mcgs組態(tài)界面圖：五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象飛升曲線測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1. 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 根據(jù)對(duì)象飛升曲線測(cè)試數(shù)據(jù)，繪制響應(yīng)特性曲線（要求用坐標(biāo)紙畫(huà)準(zhǔn)，或者用作圖軟件繪制）。 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)測(cè)取時(shí)，就是在所研究的對(duì)象上加上一個(gè)人為的干擾，然后測(cè)取表征對(duì)象特性的物理量，即輸出參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，得出一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或曲線，并對(duì)這些數(shù)據(jù)或曲線加以處理，便得到表征對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的微分方程式或傳遞函數(shù)。 2、根據(jù)

9、飛升曲線，求取放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間。 放大系數(shù)：曲線上a 點(diǎn)的切線斜率值。fl k ?=時(shí)間常數(shù)：t 。滯后時(shí)間：21+=3、通過(guò)數(shù)據(jù)處理，求出對(duì)象特性的數(shù)學(xué)模型。 ()()()t kx t y dtt dy t =+ 對(duì)于一階有純滯后的則為()()()t kx t y dtt dy t =+ 實(shí)驗(yàn)三電阻爐溫度的檢測(cè)與控制綜合實(shí)驗(yàn) 組號(hào)_ 同組成員李博、許克偉、成績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)電阻爐的溫度測(cè)量與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝、調(diào)試，加深已學(xué)過(guò)知識(shí)的掌握及應(yīng)用能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備列出實(shí)驗(yàn)中用到的主要設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)、規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)1、控制器：智能控

10、制儀表、計(jì)算機(jī)、plc、單片機(jī)、溫度變送器2、執(zhí)行器：可控硅調(diào)壓主回路、中間繼電器、交流接觸器3、檢測(cè)元件：k分度熱電偶、k分度鎧裝熱電偶、pt100熱電阻三、預(yù)習(xí)填空1、調(diào)節(jié)器基本控制規(guī)律有p 、pi 、pid ，對(duì)應(yīng)設(shè)置的三個(gè)參數(shù)為比例帶、積分時(shí)間t i 、微分時(shí)間t d 。2、比例度增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)減小。積分時(shí)間增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)減小。微分時(shí)間增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)增大。3、智能儀表的通訊接口是usb ，在控制時(shí)計(jì)算機(jī)用的通訊接口有485和232兩種。4、在對(duì)電阻爐進(jìn)行溫度控制時(shí)，如果要連續(xù)穩(wěn)定控溫，執(zhí)行器應(yīng)選用可控硅調(diào)壓回路；如果對(duì)溫度采用位式控制，執(zhí)行器可選用中間繼電器。四、實(shí)驗(yàn)