過程控制實訓(xùn)方案

高級過程控制實訓(xùn)方案實訓(xùn)意義生產(chǎn)過程自動化儀表控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電力、建筑、陶瓷、制藥、輕紡和食品等行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對自動化儀表過程裝備的安裝與調(diào)試提出了更高的要求。本實訓(xùn)裝置主要能完成液位、壓力、流量、溫度傳感器、變送器、管道閥門以及動力系統(tǒng)等安裝和調(diào)試操作的技能實訓(xùn)：高級過程控制實驗裝置實訓(xùn),結(jié)合過程控制系統(tǒng)實訓(xùn)，介紹了過程控制系統(tǒng)、簡單控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、純滯后補償系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)知識系統(tǒng)，實訓(xùn)項目包括被控對象特性測試、基本控制規(guī)律、簡單控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、前饋-反饋控制系統(tǒng)、滯后控制系統(tǒng)、解耦控制系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)。實訓(xùn)項目內(nèi)容包括實訓(xùn)目的、設(shè)備、原理、內(nèi)容與步驟等，每個實訓(xùn)項目均附思考題和習(xí)題。二、實訓(xùn)內(nèi)容序列實訓(xùn)內(nèi)容實訓(xùn)要求占比第一部分實訓(xùn)裝置特點被調(diào)參數(shù)包括液位、溫度、流量、壓力四大參數(shù)；1.執(zhí)行器中既有調(diào)節(jié)閥儀表類執(zhí)行機構(gòu)，又有變頻器、調(diào)壓模塊等電力拖動類執(zhí)行器；2.系統(tǒng)除了改變調(diào)節(jié)器的設(shè)定值作階躍擾動外，還可以在對象中通過手操作閥制造各種擾動；3.一個被調(diào)參數(shù)可用不同動力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣；4.能進行多變量控制系統(tǒng)及特定過程控制系統(tǒng)實驗；5.各種控制算法和調(diào)節(jié)規(guī)律在開放的實驗軟件平臺上都可以控制；掌握高級過程控制實驗裝置的構(gòu)成及特點,管的路的組成以及流體輸送的基本流程。掌握離心泵的操作,液位的控制。根據(jù)儀表調(diào)控離心泵的流量。有一定的數(shù)據(jù)處理能力。具有發(fā)現(xiàn)并處理故障的能力30％第二部分一階單容上水箱對象特性測試實驗1.設(shè)備的連接和檢查（1）關(guān)閉儲水箱出水閥，將CS2000實驗對象的儲水箱灌滿水（至最高高度）。（2）、打開以威樂泵、電動調(diào)節(jié)閥、孔板流量計組成的動力支路至上水箱的出水閥門，關(guān)閉動力支路上通往其他對象的切換閥門。（3）、打開上水箱的出水閥至適當(dāng)開度。（4）、檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉。2.系統(tǒng)連線3、啟動實驗裝置（1）將實驗裝置電源插頭接到220V的單相交流電源。（2）打開電源帶漏電保護空氣開關(guān)。4、實驗步驟（1）開啟單相開關(guān)，調(diào)整好儀表各項參數(shù)。（2）啟動計算機MCGS組態(tài)軟件，（3）雙擊設(shè)定輸出按鈕，設(shè)定輸出值的大小。將被控參數(shù)液位高度控制在30%處左右。（4）觀察系統(tǒng)的被調(diào)量。（5）、迅速增加儀表手動輸出值，增加5%的輸出量，記錄此引起的階躍響應(yīng)的過程參數(shù)（6）、直到進入新的平衡狀態(tài)。1．熟悉單容水箱的數(shù)學(xué)模型及其階躍響應(yīng)曲線。2．根據(jù)由實際測得的單容水箱液位的階躍響應(yīng)曲線，用相關(guān)的方法分別確定它們的參數(shù)。3.掌握真空泵的操作。4.流量過程的控制。5.根據(jù)儀表調(diào)控流量。30％第三部分一階單容水箱液位PID控制實驗1.開儲水箱進水閥，主管路泵閥，副管路泵閥，關(guān)閉其他手閥，將儲水箱灌滿水。打開上水箱進水閥，出水閥打開至適當(dāng)開度。2.將上水箱的液位信號送至C3000過程控制器模擬量輸入通道1：3.打開控制臺及實驗對象電源開關(guān)，打開調(diào)節(jié)儀電源開關(guān)，打開主管路泵、電動調(diào)節(jié)閥、檢測設(shè)備電源開關(guān)。4.進入組態(tài)畫面，設(shè)定輸入信號為1-5V電壓信號，輸出信號為4-20mA電流信號；再進入調(diào)節(jié)畫面，將調(diào)節(jié)儀設(shè)為手動。5.比例（P）調(diào)節(jié)6.比例積分（PI）調(diào)節(jié)7.比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)通過實驗熟悉單回路反饋控制系統(tǒng)的組成和工作原理。分析P、PI和PID調(diào)節(jié)時的過程圖形曲線。定性地研究P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。30％三、實訓(xùn)裝置圖2-1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖四、實訓(xùn)操作規(guī)程及評分標準第一部分一階單容上水箱對象特性測試實驗項目配分及評分標準得分操做準備階段(1)檢查管路是否通暢(2)打開或關(guān)閉相關(guān)閥門(3)檢查水量是否充足20分非常熟練16-20分熟練12-15生疏或不檢查12分以下操作階段進入組態(tài)畫面,選擇具體實驗項目連接線路設(shè)置相關(guān)參數(shù)開啟相關(guān)開關(guān)按實驗要求調(diào)整數(shù)據(jù)50分熟練操作40-50分順利操作30-39存在明顯操作失誤30分以下實驗完成并退出階段退出實驗，及組態(tài)畫面按次序關(guān)閉開關(guān)關(guān)閉電源30分正確按次序完成16-20分順利完成，沒有明顯失誤12-15分存在明顯操作失誤12分以下五、實訓(xùn)周期安排各小組循環(huán)，每小組三天（包括考核）六、指導(dǎo)方式項目化教學(xué)模式七、教練組成員張守村（組長）、李軍軍、解媛媛附：高級過程控制考核試卷考核名稱高級過程控制實驗學(xué)生姓名班級考核成績實驗一、一階單容上水箱對象特性測試實驗(占50%)一、實驗?zāi)康?5分)二、實驗原理(5分)五、實驗內(nèi)容和步驟(操作60分)1.系統(tǒng)連線圖：2.啟動實驗裝置3.觀察系統(tǒng)的被調(diào)量：上水箱水位是否趨于平衡狀態(tài)。若已平衡，應(yīng)記錄調(diào)節(jié)儀輸出值，以及水箱水位的高度h1和智能儀表的測量顯示值并填入下表。儀表輸出值水箱水位高度h1儀表顯示值0~100cmcm迅速增加儀表手動輸出值，增加5%的輸出量，記錄此引起的階躍響應(yīng)的過程參數(shù)，它們均可在上位軟件上獲得。直到進入新的平衡狀態(tài)。再次記錄平衡時的下列數(shù)據(jù)，并填入下表：儀表輸出值水箱水位高度h1儀表顯示值0~100cmcm以所獲得的數(shù)據(jù)繪制變化曲線。4、根究數(shù)據(jù)和曲線求出相關(guān)參數(shù)實驗五、一階單容水箱液位PID控制實驗(占50%)一、實驗?zāi)康?5分)三、實驗原理(5分)四