《化工過程控制及儀表》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

《儀表自動化》試驗(yàn)指導(dǎo)書

操作規(guī)程

1、生疏各種掌握儀表和設(shè)備，懂得各種儀器的用途及各自的操作方法。

2、外觀檢查，接線時留意電源極性，最好預(yù)熱半小時。

3、在檢驗(yàn)差壓變送器時，操作挨次是：啟動時，光通電，再加壓，停頓時先卸壓，再斷電，要

看清楚差壓變送器的測量范圍，用定值器加壓時，不允許超過此范圍，否則打壞壓力表以

及損壞變送器。

4、使用螺絲刀進(jìn)展儀表的零位、終點(diǎn)調(diào)整時，用力要均勻，防止損害元件。標(biāo)準(zhǔn)電位差計(jì)

應(yīng)水平放置，留意電位差計(jì)的檢流計(jì)旋扭，調(diào)整時，動作要緩慢，試驗(yàn)完成后，開關(guān)置

“斷”。

PCT-I型過程掌握試驗(yàn)裝置簡介

本試驗(yàn)指導(dǎo)書依據(jù)教學(xué)要求及試驗(yàn)室的設(shè)備條件，以浙江大學(xué)求是公司出的PTC一】型

過程掌握教學(xué)試驗(yàn)裝置為試驗(yàn)設(shè)備介紹過程掌握試驗(yàn)的一般方法。

-PCT-I型過程掌握試驗(yàn)裝置簡介

PCT-I型過程掌握試驗(yàn)裝置是基于工業(yè)過程物理模擬對象，是集成自動化儀表技術(shù)，

計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，自動掌握技術(shù)為?體的多功能試驗(yàn)裝置。系統(tǒng)包括流量、溫度、液

位、壓力等熱工參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)對象特性測試、單回路掌握、串級掌握、前饋掌握、比值掌握

等多種掌握形式。

二硬件設(shè)備組成

I.水箱

水箱是試驗(yàn)中的被控對象,包括：上位水箱,下位水箱和儲水箱。上位水箱和下位水箱

承受有機(jī)玻璃制造，可以直接觀看液位的變化和記錄試驗(yàn)結(jié)果。

2.溫控圓筒

溫控圓筒主要用于溫度掌握試驗(yàn)，圓筒用不銹鋼制成，桶壁上有六個加水用的小孔和三個

排水蒸氣用的大孔。檢查水溫的傳感器是CU50,它的精度高，熱補(bǔ)償性好。

3.加溫模塊

承受可控硅移相觸發(fā)單元，輸入掌握信號為4?20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，其移相觸發(fā)角與

輸入掌握電流成正比。

4.液位傳感器

液位傳感器用來對上下位水箱的液位進(jìn)展檢測，承受工業(yè)用的DBYG集中硅壓力變送

器。校驗(yàn)方法為預(yù)熱15分鐘后，在零壓力下調(diào)整零電位器使輸出電流為4mA,在滿量程壓

力F，調(diào)整整量程電位器，使輸出電流為20mA。傳感器精度為0.5級，工作時需用24V直

流電源。

5.流量傳感器

流星傳感器用來對電動調(diào)整閥的主流星和干擾信回路的干擾流星進(jìn)展檢測。試驗(yàn)臺承受電

磁流量傳感器和電磁流量轉(zhuǎn)換器。4?20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。試驗(yàn)臺中用了兩套傳感器,

轉(zhuǎn)換器。

6.電動調(diào)整閥

電動調(diào)整閥對掌握回路流量進(jìn)展調(diào)整。執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接承受4?20mA直流信號或1?5V掌

握信號，輸出4?20mA直流閥位信號。

技術(shù)指標(biāo)：電源：220VAC50Hz功耗：5W

輸入信號：4?20mADC輸入阻抗：100Q(4-20mADC)

輸出信號：4?20mADC

環(huán)境溫度：-20c?+70℃重復(fù)精度：±1%

7.水泵

試驗(yàn)裝置承受進(jìn)口水泵，揚(yáng)程達(dá)10米。

8.變頻器

本過程掌握承受日本三菱FR-S520變頻器，4?20mA掌握信號輸入，可對流量或壓力

進(jìn)展掌握(見圖1—1)。

變頻器用法上電時，EXT燈先亮，此時將掌握內(nèi)外

控的雙擲開關(guān)擲到內(nèi)控端，RUN燈亮，開頭內(nèi)控變頻

掌握水泵，此時PU燈亮，按SET鍵數(shù)字閃動幾下，旋

轉(zhuǎn)飛梭到所期望的值，再按RUN鍵即可運(yùn)行。按

ST0P/RESET鍵停頓運(yùn)行。當(dāng)實(shí)行外控時按PU/EXT鍵

將內(nèi)外控的雙擲開關(guān)擲到外控端，當(dāng)雙擲開關(guān)擲到外

控時，變頻器將由外部電流來掌握頻率的大小。

9.調(diào)整器

試驗(yàn)臺的三臺調(diào)整器是承受上海萬迅周密儀器生產(chǎn)的

智能調(diào)整器。其中兩臺是昔模糊算法的PID調(diào)整儀表，一

臺是一般PID調(diào)整儀表，全部都是帶溫度變送的調(diào)整儀表。圖I-1FR-S520面板

調(diào)整器的用法上電時，儀表上方的PV(Previous

out?------------------------------I

Va1ue)后緊跟著顯示的是測量變送器測得的測量值，下-pvB

AL2.

方的SV(SetValue)后顯示設(shè)定值。按住2-3wt.SV一日.日.日.日.|

秒后進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定狀態(tài)，此時rv后顯示的是參數(shù)名，sv

@CO??

后顯示的是該參數(shù)的設(shè)定值，按可以更換參數(shù)，

按住O2秒可以回到前一個參數(shù)。同時按下

圖1一2調(diào)整器面板

O+O可以馬上返回到測量狀態(tài)(即上電時

的狀態(tài))。不管在什么狀態(tài)下，右邊的兩個按鈕可以調(diào)整沒定值。

2

試驗(yàn)一壓力表的校驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.生疏彈簧管壓力表的構(gòu)造及工作原理。

2.了解活塞式壓力計(jì)的構(gòu)造，把握利用活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)彈簧壓力表的方法。

3.把握確定儀表精度的方法。

二、試驗(yàn)工程

1.通過實(shí)物把握彈簧管壓力表的具體構(gòu)造及其組成。

2.實(shí)際操作，把握活塞式壓力計(jì)的使用方法。

3.利用活塞式壓力計(jì)對彈簧管壓力表進(jìn)展，起點(diǎn)、終點(diǎn)的校驗(yàn)

三、試驗(yàn)設(shè)備與儀器

1.活塞式壓力計(jì)1臺

2.彈簧管壓力表1臺

3.起針器1個

4.小螺絲刀1把

四、試驗(yàn)原理

試驗(yàn)裝斃連接如圖1-1明示。

被校壓力表

圖1-1壓力表校驗(yàn)裝置連接圖

活塞式壓力計(jì)作為壓力發(fā)生器,同時利用其硅碼標(biāo)示作為標(biāo)準(zhǔn)壓力1也可安裝標(biāo)準(zhǔn)壓力

3

表進(jìn)展顯示）。通過活塞式壓力計(jì)逐點(diǎn)給被校壓力表供給壓力，將對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)展記錄，對記錄

數(shù)據(jù)計(jì)算分析，完成壓力表的校驗(yàn)。

五、留意事項(xiàng)

1.下行校驗(yàn)時應(yīng)先降壓，后減酷碼，以避開油噴出來。

2.加祛碼時必需先用手托住砧碼底盤，后將砂碼輕輕放好，不行撞擊祛碼和底盤。以免

損壞活塞。

3.活塞式壓力計(jì)上的各閥均為針形閥，關(guān)閉時不宜用力過度，以免損壞閥門。

4.活塞式壓力計(jì)應(yīng)處于水平位置，不行隨便移動。

六、試驗(yàn)說明及操作步驟

1.由試驗(yàn)指導(dǎo)人員講解本試驗(yàn)的根本要求、操作和留意事項(xiàng)。

2.試驗(yàn)步驟

（1）生疏裝置，了解裝置及壓力表構(gòu)造及各局部作用。

（2）零點(diǎn)調(diào)整：當(dāng)被校壓力表未輸入壓力（壓力為零）時，其指針應(yīng)處于零點(diǎn)刻度線。否

則用取針器將指針輕輕取下，重固定零點(diǎn)位置。

（3）擰開進(jìn)油閥，關(guān)閉安裝壓力表切斷閥，逆時針轉(zhuǎn)動搖把，將傳遞油抽到壓力泵內(nèi)，關(guān)

閉進(jìn)油閥，并翻開裝有壓力表的切斷閥。

（4）依據(jù)被校壓力表量程，確定校驗(yàn)點(diǎn)（全量程內(nèi)均勻取4?6點(diǎn)）。

（5）正行程校驗(yàn)：依據(jù)詢定校驗(yàn)點(diǎn)壓力值，確定碳碼重量并放入破碼。順時針轉(zhuǎn)動搖把，

至使祛碼底盤升離活塞大約一厘米，然后輕輕旋轉(zhuǎn)祛碼。便可進(jìn)展數(shù)據(jù)記錄。依法從小到大完

成各校驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)記錄。

（6）反行程校驗(yàn)：正行程校驗(yàn)至刻度上限，并保持1分鐘進(jìn)展耐壓檢定后，由大到小按（5）過程

校驗(yàn)各確定點(diǎn)并數(shù)據(jù)記錄,

（7）誤差計(jì)算公式

確定誤差=被校表示值一標(biāo)準(zhǔn)表示值

最大確定誤差

根本誤差=一一^￥一一xlOO%

上行程確定誤差-下行程確定誤差

變差=xlOO%

量程

3.數(shù)據(jù)記錄及處理

標(biāo)準(zhǔn)輸出壓力（MPa）

上行輸出壓力（MPa）

上行確定誤差（MPa）

下行輸出壓力（MPa）

下行確定誤差（MPa）

根本誤差（％）

變差（％）

結(jié)論

七、試驗(yàn)報(bào)告

4

1.用特地的試驗(yàn)報(bào)告紙進(jìn)展。

2.要求有試驗(yàn)題目、名目、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)設(shè)備及連接圖、自己做試驗(yàn)的步驟，試驗(yàn)數(shù)

據(jù)記錄。

3.計(jì)算各誤差、確定儀器的精度等級，并推斷所校驗(yàn)的儀器是否合格，要有結(jié)論，完成

思考題，最終寫出本次試驗(yàn)的體會。

八、思考題

1.壓力表所測壓力是什么壓力？環(huán)境大氣壓對壓力表檢測是否有影響？為什么？

2.試分析彈簧管壓力表存在變差的緣由？

3.活塞式壓力計(jì)為何要求水平安置？

試驗(yàn)二熱電偶的校驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.把握周密型電子電位差計(jì)正確使用方法。

2.把握熱電偶的校驗(yàn)方法。

3.把握確定儀表精度的方法。

二、試驗(yàn)工程

1.識別熱電偶的種類及電極方向。

2,進(jìn)展熱電偶校驗(yàn)

三、試驗(yàn)設(shè)備與儀器

1.溫度掌握系統(tǒng)1套

2.周密電位差計(jì)1套

3.伯錢一鉗熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線1套

4.銀銘一銀硅熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線1套

四、試驗(yàn)原理

試驗(yàn)裝置連接如圖5-1所示。

圖5-1熱電偶校驗(yàn)裝置連接圖

5

利用溫度掌握系統(tǒng)產(chǎn)生校驗(yàn)溫度，通過周密電位差計(jì)檢測標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被校熱電偶所產(chǎn)生

的電勢信號，將對應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)展記錄，對記錄數(shù)據(jù)計(jì)算分析，完成熱電偶的校驗(yàn)。

五、留意事項(xiàng)

1.溫度掌握系統(tǒng)產(chǎn)生各點(diǎn)溫度需肯定時間，溫度恒定后才可進(jìn)展試驗(yàn)。

2.標(biāo)準(zhǔn)電池有肯定安裝位置，不行隨便倒置，否則電池會毀壞。

3.完成試驗(yàn)后要斷開電源。避開電池耗盡。

六、試驗(yàn)說明及操作步驟

I.由試驗(yàn)指導(dǎo)人員講解本試驗(yàn)的根本要求、操作和留意事項(xiàng)。

2.試驗(yàn)步驟

(1)生疏裝置，了解裝置及壓力表構(gòu)造及各局部作用。

(2)用閱歷方法識別熱電偶：依據(jù)熱電偶材料的顏色、粗細(xì)、硬度等物理特征，識別熱電

偶的種類及熱電偶的正負(fù)電極。

(3)按連線圖正確接線.

(4)依據(jù)需要，通過溫度掌握系統(tǒng)的掌握器設(shè)定溫度。

(5)周密電位差計(jì)調(diào)整0

(6)溫度掌握系統(tǒng)溫度穩(wěn)定后檢測熱電偶電勢。依據(jù)被校熱電偶的檢測范圍分3?4點(diǎn)。

(7)數(shù)據(jù)記錄及處理

記錄各校驗(yàn)點(diǎn)對應(yīng)數(shù)據(jù)，推斷被校熱電偶是否合格。

校驗(yàn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶被校熱電偶

溫度C

測量值E(to.0)E(t.0)溫度測量值E(to,0)E(t,())溫度誤差

七、試驗(yàn)報(bào)告

1.用特地的試驗(yàn)報(bào)告紙進(jìn)展。

2.要求有試驗(yàn)題目、名H、試驗(yàn)H的、試驗(yàn)設(shè)備及連接圖、自己做試驗(yàn)的步驟，試驗(yàn)數(shù)據(jù)

記錄。

3.計(jì)算各誤差、確定儀密的精度等級，并推斷所校驗(yàn)的儀器是否合格，要有結(jié)論，完

成思考題，最終寫出本次試驗(yàn)的體會。

八、思考題

1.熱電偶接線為何使用補(bǔ)償導(dǎo)線？

2.周密直流電位差計(jì)中“粗”、"細(xì)"和''短"三個按鍵的作用是什么？

3.檢流計(jì)有什么作用？

6

試驗(yàn)四液位特性測試試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.把握液位特性的曲線測量方法，測量時應(yīng)留意的問題；

2.把握對象模型參數(shù)的求取方法。

二、試驗(yàn)工程

1.測量液位特性曲線

2.求取對象特性參數(shù)：放大倍數(shù)、時間常數(shù)、滯后時間,

三、試驗(yàn)設(shè)備與儀器

PTC-I型過程掌握教學(xué)試驗(yàn)裝置

四、試驗(yàn)原理

對象參數(shù)的求?。?/p>

1.放大倍數(shù)K的求取

△y/（y-y）

K=———uux——血

Ax/（x-x）

maxmin

式中：

At——調(diào)整器輸出電流的變化量

x——調(diào)整器輸出電流的上限值

max

X—-調(diào)整器輸出電流的下限值

min

Ay一—被測量的變化量

y——被測量的上限值

max

y—被測量的下限值

inin

2.一階對象

CK

G=e-%

0"v+T圖7/階躍響應(yīng)記錄

0

K——廣義對象放大倍數(shù)（求法見圖7-1）

T——廣義對象時間常數(shù)（直接從圖7-1測量出）

0

I一一廣義對象時滯時間（直接從圖7-1測量出）

7

預(yù)習(xí)要求

I.認(rèn)真研讀教材中關(guān)于對象特性對掌握質(zhì)量的影響和系統(tǒng)整定的反響曲線法局部以及相

關(guān)的局部。

2.了解變頻器和調(diào)整器的根本使用方法。

間，這一段時間必需在記錄紙上標(biāo)出，以便推算出純滯后時間T.

2.測量與記錄工作必需留意壓力變送器信號輸出的接線方法（計(jì)算機(jī)的全部輸入端都齊接

2500的電阻）。

六、試驗(yàn)說明及操作步驟

I.按試驗(yàn)接線圖接好試驗(yàn)線路，翻開手動閥門V3,依據(jù)調(diào)整器外給定電流的大小來適當(dāng)調(diào)

整手動閥們V8的開度。設(shè)調(diào)整器的參數(shù)dil=0,dih=450o

2.經(jīng)檢查接線正確后，接通總電源開關(guān)和各儀表電源，接通變頻器電源使恒壓供水。

3.設(shè)置調(diào)整器于手動位置（進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，把run的值設(shè)定為0）,手動轉(zhuǎn)變調(diào)整器的

輸出，使系統(tǒng)液位處于某一平衡位置，登記此時的手動輸出值。

4.按調(diào)整器的增/減鍵增加調(diào)整器的手動輸出，使系統(tǒng)輸入幅值適宜的階躍信號。這時系統(tǒng)輸

出也有一個變化的佶號，使系統(tǒng)在較高液位也能到達(dá)平衡狀態(tài)。

5.轉(zhuǎn)變調(diào)整器的手動輸出，回到原來的手動給定狀態(tài)（步驟3完畢時的狀態(tài)）。

6.觀看計(jì)算機(jī)屏幕上的液位階躍響應(yīng)實(shí)時和歷史曲線，直至到達(dá)的平穩(wěn)為止。

7.再將手動給定增加到高液位平衡時的給定值（步驟4完畢時的狀態(tài)），觀看計(jì)算機(jī)上的

液位階躍響應(yīng)實(shí)時和歷史曲線，直至到達(dá)的平穩(wěn)為止。

8

數(shù)據(jù)記錄

參數(shù)低液位高液位

測量狀況K1T1T1K2