實(shí)驗(yàn)三液位、流量測試與控制實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)簡介通過液位、流量測試與控制實(shí)驗(yàn)，使材料成型與控制工程專業(yè)的本科生對(duì)材料加工過程中的物理量——流量、液位等的檢測與控制方法、原理和硬件組成有比較深刻的了解。熟悉各種工業(yè)傳感器、控制器的使用方法和原理。了解工業(yè)控制器的PID特性。二實(shí)驗(yàn)原理圖1.1A3000高級(jí)過程控制試驗(yàn)系統(tǒng)A3000高級(jí)過程控制試驗(yàn)系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)上百個(gè)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)課只開展4組實(shí)驗(yàn)，兩組為必做實(shí)驗(yàn)，兩組為選作實(shí)驗(yàn)。有興趣的同學(xué)還可以自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。1流量、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理如圖1.2所示大儲(chǔ)水箱大儲(chǔ)水箱下水箱水泵2渦輪流量計(jì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥出水口圖1.2流量、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)示意圖PLC輸出一個(gè)開關(guān)量控制水泵2的通斷。當(dāng)水泵2導(dǎo)通時(shí)，把水從大儲(chǔ)水箱吸到下水箱中。渦輪流量計(jì)根據(jù)管路中水流量的大小，向PLC輸入模擬量信號(hào)（4~20mA）。PLC根據(jù)事先編好的程序，向電動(dòng)調(diào)節(jié)閥輸出相應(yīng)的模擬量信號(hào)，根據(jù)模擬量信號(hào)的變化，改變管路的開度，從而起到改變管路中水流量的作用。使下水箱的進(jìn)水與出水達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。2單容下水箱液位、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理如圖1.3所示出水口出水口圖1.3單容下水箱液位、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)示意圖實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)1基本相同，也是一組模擬量輸出、一組模擬量輸入。3單容下水箱液位、變頻器PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)（選作實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)原理如圖1.4所示出水口出水口大儲(chǔ)水箱水泵1變頻器液位傳感器下水箱PLCPLC圖1.4單容下水箱液位、變頻器PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)示意圖PLC輸出一個(gè)開關(guān)量控制變頻器的通斷。當(dāng)變頻器導(dǎo)通時(shí)，通過水泵1把水從大儲(chǔ)水箱吸到下水箱中。根據(jù)液位的高低，液位傳感器向PLC輸入模擬量信號(hào)（4~20mA）。PLC根據(jù)事先編好的程序，向變頻器輸出相應(yīng)的模擬量信號(hào)，根據(jù)模擬量信號(hào)的變化，變頻器的輸出頻率變化，電機(jī)的轉(zhuǎn)速V=2*60f/p，（其中f為頻率，p為電機(jī)的級(jí)數(shù)）發(fā)生變化。使下水箱的進(jìn)水與出水達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。4流量、變頻器PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)（選做實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)原理如圖1.5所示大儲(chǔ)水箱大儲(chǔ)水箱下水箱水泵1變頻器渦輪流量計(jì)出水口圖1.5流量、變頻器PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)示意圖實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)3基本相同，也是一組模擬量輸出、一組模擬量輸入。三實(shí)驗(yàn)步驟及操作方法1流量、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)雙擊桌面上的，待軟件打開后，直接單擊，再單擊“進(jìn)入系統(tǒng)”選項(xiàng)，選擇“流量調(diào)節(jié)閥控制”選項(xiàng)。進(jìn)入檢測控制界面。將手閥QV-102，QV-107完全打開，閘板QV-116、QV-117、QV-118完全開啟，其余閥門關(guān)閉。下水箱容器只是作為水介質(zhì)流通回路的一個(gè)部分。（注：各手閥、傳感器的代號(hào)見《A3000實(shí)驗(yàn)操作指南》）在控制系統(tǒng)面板上，把IO面板的FT-102流量計(jì)信號(hào)端子通過實(shí)驗(yàn)連接線連到AI0端，面板上的FV-101調(diào)節(jié)閥控制端連接到控制器AO0端，2#水泵連接到DO3。（連線如圖3.1）圖3.1實(shí)驗(yàn)1連線圖打開單項(xiàng)總電源，“水泵2#”旋鈕打到“自動(dòng)”。其余全部關(guān)閉。在檢測控制界面上，黃色曲線為設(shè)定值（sp設(shè)置），設(shè)定為30（管道流量的30%）。紅色曲線為流量傳感器的測量值，藍(lán)色曲線為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度。選擇“自動(dòng)”按鈕，再單擊“水泵2啟動(dòng)”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設(shè)置P、I值。先設(shè)定P，再設(shè)定I。待兩條曲線重合度最好且紅色曲線沒有尖點(diǎn)后，按鍵盤上的“PrintScreen”鍵，打開windows自帶的畫圖板，點(diǎn)擊“編輯”、“粘貼”。保存圖片后，上傳到FTP。將“水泵2#”旋鈕打到關(guān)閉，控制面板連線清除。2單容下水箱液位、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)1、單擊“返回”按鈕，“單容液位調(diào)節(jié)閥控制”選項(xiàng)。進(jìn)入檢測控制界面。2、打開手閥QV102、QV107，調(diào)節(jié)下水箱閘板QV116、QV-117、QV-118開度(可以稍微大一些)，其余閥門關(guān)閉。在控制面板上，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AO0，2#水泵連接到DO3。（連線如圖3.2所示）圖3.2實(shí)驗(yàn)2連線圖打開單項(xiàng)總電源，“水泵2#”旋鈕打到“自動(dòng)”。其余全部關(guān)閉。在檢測控制界面上，黃色曲線為設(shè)定值（sp設(shè)置），設(shè)定為30（下水箱容量的30%）。紅色曲線為液位傳感器的測量值，藍(lán)色曲線為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度。選擇“自動(dòng)”按鈕，再單擊“水泵2啟動(dòng)”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設(shè)置P、I值。待兩條曲線重合度最好且紅色曲線沒有尖點(diǎn)后，按鍵盤上的“PrintScreen”鍵，打開windows自帶的畫圖板，點(diǎn)擊“編輯”、“粘貼”。保存圖片后，上傳到FTP。3單容下水箱液位、變頻器PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)（選作實(shí)驗(yàn)）1、單擊“返回”按鈕，選擇“單容液位變頻器控制”選項(xiàng)。進(jìn)入檢測控制界面。2、打開手閥QV-115、QV-106，調(diào)節(jié)QV-116閘板開度(可以稍微大一些)，其余閥門關(guān)閉。3、在控制系統(tǒng)面板上，將液位變送器LT-103輸出連接到AI0，AO0輸出連到變頻器U-101控制端上，變頻器啟動(dòng)連接到DO2。（連線如圖3.3所示）圖3.3實(shí)驗(yàn)3連線圖4、打開設(shè)備電源。包括單項(xiàng)電源、變頻器電源。將變頻器啟動(dòng)旋鈕打到“自動(dòng)”。5、在檢測控制界面上，黃色曲線為設(shè)定值（sp設(shè)置），設(shè)定為30（下水箱容量的30%）。紅色曲線為液位傳感器的測量值，藍(lán)色曲線為變頻器輸出頻率的百分比。選擇“自動(dòng)”按鈕，再單擊“變頻器啟動(dòng)”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設(shè)置P、I值。先設(shè)定P，再設(shè)定I。8、待兩條曲線重合度最好且紅色曲線沒有尖點(diǎn)后，按鍵盤上的“PrintScreen”鍵，打開windows自帶的畫圖板，點(diǎn)擊“編輯”、“粘貼”。保存圖片后，上傳到FTP。4流量、變頻器PID單回路檢測與控制實(shí)驗(yàn)（選做實(shí)驗(yàn)）單擊“返回”按鈕，“流量變頻器控制”按鈕。進(jìn)入檢測控制界面。將手閥QV-115，QV-106完全打開，下水箱容器只是作為水介質(zhì)流通回路的一個(gè)部分。將IO面板上的支路1流量計(jì)（FT-101）端子通過實(shí)驗(yàn)連接線連到控制器輸入端AI0，IO面板的變頻器控制端連到AO0，變頻器啟動(dòng)連接到DO2。（連線如圖3.4所示）圖3.4實(shí)驗(yàn)4連線圖打開設(shè)備電源。包括單項(xiàng)電源、變頻器電源。將變頻器啟動(dòng)旋鈕打到“自動(dòng)”。其余全部關(guān)閉。在檢測控制界面上，黃色曲線為設(shè)定值（sp設(shè)置），設(shè)定為30（下水箱容量的30%）。紅色曲線為流量傳感器的測量值，藍(lán)色曲線為變頻器輸出頻率的百分比。選擇“自動(dòng)”按鈕，再單擊“變頻器啟動(dòng)”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設(shè)置P、I值。待兩條曲線重合度最好且