化工自動(dòng)化及儀表實(shí)驗(yàn)修改

1、實(shí)驗(yàn)一 單容下水箱液位調(diào)節(jié)閥控制實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）掌握實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程；2）按組態(tài)流程圖界面要求正確接線；3）選擇合適的P、Ti和Td使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為一條較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線（階躍輸入可由給定值從突變10左右來(lái)實(shí)現(xiàn)）。2、實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程描述單容下水箱液位PID控制流程圖如圖1：圖1 單容下水箱液位PID單回路控制表1 單容下水箱液位PID單回路控制測(cè)點(diǎn)清單序號(hào)位號(hào)或代號(hào)設(shè)備名稱用途原始信號(hào)類型工程量1FV-101電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位控制210VDCAO01002LT-103壓力變送器下水箱液位420mADCAI2.5kPa水介質(zhì)由泵P102從水箱V104中加壓獲得壓頭，經(jīng)由調(diào)節(jié)閥FV-101進(jìn)入水箱V

2、103，通過(guò)手閥QV116回流至水箱V104而形成水循環(huán)；其中，水箱V103的液位由LT-103測(cè)得，用調(diào)節(jié)手閥QV-116的開(kāi)啟程度來(lái)模擬負(fù)載的大小。本實(shí)驗(yàn)為定值自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，F(xiàn)V-101為操縱變量，LT-103為被控變量，采用PID調(diào)節(jié)來(lái)完成。3、實(shí)驗(yàn)步驟1）在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上，打開(kāi)手閥QV102、QV105，調(diào)節(jié)下水箱閘板QV116開(kāi)度（可以稍微大一些），其余閥門關(guān)閉。2）在控制系統(tǒng)上，將IO面板的下水箱液位輸出連接到AI0，IO面板的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制端連到AO0。3）打開(kāi)設(shè)備電源，啟動(dòng)右邊水泵P102和調(diào)節(jié)閥。4）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件，進(jìn)入測(cè)試項(xiàng)目界面。啟動(dòng)調(diào)節(jié)器，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，可將調(diào)節(jié)器的手動(dòng)

3、控制切換到自動(dòng)控制。5）設(shè)置比例參數(shù)。觀察計(jì)算機(jī)顯示屏上的曲線，待被調(diào)參數(shù)基本穩(wěn)定于給定值后，可以開(kāi)始加干擾測(cè)試。6）待系統(tǒng)穩(wěn)定后，對(duì)系統(tǒng)加干擾信號(hào)（一般可以通過(guò)改變給定值實(shí)現(xiàn)）。記錄曲線在經(jīng)過(guò)幾次波動(dòng)穩(wěn)定下來(lái)后，系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差，并記錄余差大小。7）減小P重復(fù)步驟5，觀察過(guò)渡過(guò)程曲線，并記錄余差大小。8）增大P重復(fù)步驟5，觀察過(guò)渡過(guò)程曲線，并記錄余差大小。9）選擇合適的P，可以得到較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線。改變?cè)O(shè)定值（如設(shè)定值由50變?yōu)?0），同樣可以得到一條過(guò)渡過(guò)程曲線。 注意：每做完一次實(shí)驗(yàn)后，必須待系統(tǒng)穩(wěn)定后再做另一次實(shí)驗(yàn)。10）在比例調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入積分作用，即在界面上設(shè)置I參數(shù)不是

4、特別大的數(shù)。固定比例P值（中等大小），改變積分時(shí)間常數(shù)值Ti，然后觀察加階躍擾動(dòng)后被調(diào)量的輸出波形，并記錄不同Ti值的超調(diào)量p。11）固定I于某一中間值，然后改變P的大小，觀察加擾動(dòng)后被調(diào)量輸出的動(dòng)態(tài)波形，聚次列表記錄不同值Ti的超調(diào)量p。12）選擇合適的P和Ti值，使系統(tǒng)對(duì)階躍輸入擾動(dòng)的輸出響應(yīng)為一條較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線（階躍輸入可由給定值從突變10左右來(lái)實(shí)現(xiàn)）。13）在PI調(diào)節(jié)器控制實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再引入適量的微分作用，即在軟件界面上設(shè)置D參數(shù)，然后加上與前面調(diào)節(jié)時(shí)幅值完全相等的擾動(dòng)，記錄系統(tǒng)被控制量響應(yīng)的動(dòng)態(tài)曲線。14）選擇合適的P、Ti和Td使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為一條較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線（階

5、躍輸入可由給定值從突變10左右來(lái)實(shí)現(xiàn)）。4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理1）記錄趨勢(shì)曲線；2）結(jié)果分析與討論。實(shí)驗(yàn)二 單容下水箱液位變頻器控制實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）掌握實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程；2）按組態(tài)流程圖界面要求正確接線；3）選擇合適的P、Ti和Td使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為一條較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線（階躍輸入可由給定值從突變10左右來(lái)實(shí)現(xiàn)）。2、實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程描述單容液位變頻器PID控制流程圖如圖2：圖2單容液位變頻器PID控制流程圖表2 單容液位變頻器PID單回路控制測(cè)點(diǎn)清單序號(hào)位號(hào)或代號(hào)設(shè)備名稱用途原始信號(hào)類型工程量1LT-103壓力變送器下水箱液位420mADCAI2.5kPa2U-101變頻器頻率控制210VDCAO

6、0100水介質(zhì)由泵P101（變頻器驅(qū)動(dòng)）從水箱V104中加壓獲得壓頭，經(jīng)由管路進(jìn)入水箱V103，通過(guò)手閥QV116回流至水箱V104而形成水循環(huán)；其中，水箱V103的液位由LT-103測(cè)得，用調(diào)節(jié)手閥QV-116的開(kāi)啟程度來(lái)模擬負(fù)載的大小。本實(shí)驗(yàn)為定值自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，變頻器U-101轉(zhuǎn)速為操縱變量，LT-103為被控變量，采用PID調(diào)節(jié)來(lái)完成。3、實(shí)驗(yàn)步驟1）在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上，打開(kāi)手閥QV115、QV106，電磁閥XV101（直接加24V到DOCOM，GND到XV102控制端），調(diào)節(jié)下水箱閘板QV116開(kāi)度（可以稍微大一些），其余閥門關(guān)閉。2）在控制系統(tǒng)上，將液位變送器LT-103輸出連接到AI0，

7、AO0輸出連到變頻器U-101控制端上。3）打開(kāi)設(shè)備電源。包括變頻器電源，設(shè)置變頻器420mA的工作模式，變頻器直接驅(qū)動(dòng)水泵P101。 注：a.變頻器面板控制：一般先P0010=30，P9701，把其他參數(shù)復(fù)位，然后設(shè)定P0010=0、P0700=1、P1000=1 b.變頻器遠(yuǎn)程控制：一般先P0010=30，P9701，把其他參數(shù)復(fù)位，然后設(shè)定P0010=0、P0700=2、P1000=24）連接好控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)之間的通訊電纜，啟動(dòng)控制系統(tǒng)。5）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)組態(tài)軟件，進(jìn)入測(cè)試項(xiàng)目界面。啟動(dòng)調(diào)節(jié)器，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，將調(diào)節(jié)器的手動(dòng)控制切換到自動(dòng)控制。6）設(shè)置PID參數(shù)，可以使用各種經(jīng)驗(yàn)法來(lái)整

8、定參數(shù)。具體可參考實(shí)驗(yàn)一。4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理1）記錄趨勢(shì)曲線；2）結(jié)果分析與討論。實(shí)驗(yàn)三 雙容液位調(diào)節(jié)閥控制1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）掌握實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程；2）按組態(tài)流程圖界面要求正確接線；3）選擇合適的P、Ti和Td使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為一條較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線（階躍輸入可由給定值從突變10左右來(lái)實(shí)現(xiàn)）。2、實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程描述表3 液位和進(jìn)口流量串級(jí)控制測(cè)點(diǎn)清單序號(hào)位號(hào)或代號(hào)設(shè)備名稱用途原始信號(hào)類型工程量1FV-101電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位控制210VDCAO01002LT-103壓力變送器下水箱液位420mADCAI2.5kPa水介質(zhì)由泵P102從水箱V104中加壓獲得壓頭，經(jīng)由調(diào)節(jié)閥FV-101進(jìn)入水箱V102，通

9、過(guò)手閥QV117、水箱V103、手閥QV116回流至水箱V104而形成水循環(huán)；其中，水箱V103的液位由LT-103測(cè)得，用調(diào)節(jié)手閥QV-116或QV117的開(kāi)啟程度來(lái)模擬負(fù)載的大小，QV118全開(kāi)。本實(shí)驗(yàn)為定值自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，F(xiàn)V-101為操縱變量，LT-103為被控變量，采用PID調(diào)節(jié)來(lái)完成。3、實(shí)驗(yàn)步驟1）在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上，將手閥QV102、QV107完全打開(kāi)，并使QV-116，QV117閘板具有一定開(kāi)度。QV116開(kāi)口高度比QV117低一些。其余閥門關(guān)閉。2）由于中水箱具有兩個(gè)分隔的容器，所以可以選擇容器大小。這里把QV-118拉到很大的高度。所以容器的截面積就是整個(gè)容器，輸出負(fù)載由QV117設(shè)定。3）將下水箱液位（LT-103）端子通過(guò)實(shí)驗(yàn)連接線連到控制器輸入端AI0，IO面板的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制端連到AO0。4）打開(kāi)設(shè)備電源，調(diào)節(jié)閥（FV-101）通電。5）在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上，啟動(dòng)水泵P102，給水箱V102注水。水箱V