1、1,模 塊 二 電加熱溫度控制系統(tǒng)調(diào)試,項目三 電加熱控制系統(tǒng)集成與調(diào)試,2,一、任務提出,某小型熱水鍋爐，其工藝流程如圖1所示，冷水從上部加入，經(jīng)加熱后由下部出水管供給用戶。工藝要求供水溫度應保持在801的數(shù)值上，現(xiàn)采用電加熱方式，要求采用位式控制和 PID 定值控制兩種方法，實現(xiàn)對水溫的自動控制。,圖1 電加熱鍋爐工藝流程圖,3,二、實驗內(nèi)容,（1）根據(jù)控制方案正確選用控制儀表，并組成合理的控制系統(tǒng)（位式和定值）； （2）認真做好相關儀表和系統(tǒng)的運行前準備工作，并根據(jù)控制要求合理地設置好調(diào)節(jié)器的參數(shù)（位式和定值）； （3）根據(jù)控制系統(tǒng)的特點與工藝要求，科學地調(diào)試系統(tǒng)以達到一定的品質(zhì)指標（位

2、式和定值）； （4）運行計算機監(jiān)控系統(tǒng)，及時記錄下不同系統(tǒng)的輸出響應曲線及相關數(shù)據(jù)（位式和定值）； （5）認真總結實驗過程，并做好實驗數(shù)據(jù)的整理與加工工作以完成實驗報告。,三、課后作業(yè),完成實驗指導書中的相應實驗報告內(nèi)容，積極嘗試思考題。,4,一、實驗目的 1、進一步熟悉單回路溫度控制系統(tǒng)的組成與工作原理。 2、研究P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分別對溫度系統(tǒng)的控制作用。 3、掌握好PID參數(shù)自整定的方法。 二、實驗設備 1、THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置 2、計算機、上位機MCGS組態(tài)軟件、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根 3、萬用表 1只 三、實驗原理 圖2為一個單回路鍋爐

3、內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng)結構示意圖。,實驗一 鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng),5,實驗一,圖2 單回路鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng)結構示意圖。,6,實驗一 鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng),圖3 鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫控制系統(tǒng)的方框圖,四、實驗內(nèi)容與步驟 1、按圖2要求，完成實驗系統(tǒng)的接線。 2、接通總電源和相關儀表的電源。 3、打開閥F1-1、 F1-2、 F1-5和 F1-13，關閉其它與本實驗無關的閥。用變頻器-磁力泵支路給鍋爐內(nèi)膽打滿水。待實驗投入運行以后，變頻器-磁力泵再以固定的小流量使鍋爐內(nèi)膽的水處于循環(huán)狀態(tài)。,7,實驗一 鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng),4、手動操作調(diào)節(jié)器輸出，用計算機記錄鍋爐

4、內(nèi)膽中水溫的響應曲線，并由該曲線求得K、T和值，據(jù)此查表確定PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)和TI，并整定之。 5、設置好溫度的給定值，先用手操作調(diào)節(jié)器的輸出，通過三相移相調(diào)壓模塊給鍋爐內(nèi)膽加熱,等鍋爐水溫趨于給定值且不變后，把調(diào)節(jié)器由手動切換為自動，使系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)。 6、打開計算機，運行MCGS組態(tài)軟件，并進行如下的實驗： 當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增加5%15%），觀察并記錄系統(tǒng)的輸出響應曲線。 7、通過反復多次調(diào)節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指標。用計算機記錄此時系統(tǒng)的動態(tài)響應曲線。,8,實驗一 鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng),五、實驗報告 1、用實驗方法整定PI調(diào)節(jié)器的參

5、數(shù)。 2、作出比例P控制時，不同值下的階躍響應曲線，并記下它們的余差ess。 3、比例積分調(diào)節(jié)器（PI）控制 1) 在比例調(diào)節(jié)控制實驗的基礎上，加上積分作用“I”，即把“I”（積分）設置為一參數(shù)，根據(jù)不同的情況，設置不同的大小。觀察被控制量能否回到原設定值的位置，以驗證系統(tǒng)在PI調(diào)節(jié)器控制下，系統(tǒng)的階躍擾動無余差產(chǎn)生。 2) 固定比例P值（中等大?。缓蟾淖冋{(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)TI值，觀察加入階躍擾動后被調(diào)量的輸出波形和響應時間的快慢。 3) 固定TI于某一中等大小的值，然后改變比例度的大小，觀察加階躍擾動后被調(diào)量的動態(tài)波形和響應時間的快慢。 4、分析和TI值改變時，各給系統(tǒng)動態(tài)性能產(chǎn)生什么

6、影響。,9,實驗一 鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制系統(tǒng),六、思考題 1、消除系統(tǒng)的余差為什么采用PI調(diào)節(jié)器，而不采用純積分器？ 2、在溫度控制系統(tǒng)中，為什么用PD和PID控制，系統(tǒng)的性能并不比用PI控制時有明顯地改善？ 3、內(nèi)膽動態(tài)水的溫度控制會比靜態(tài)水時的溫度控制更容易穩(wěn)定、性能更好？能否通過實驗驗證一下？,10,實驗二 鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制系統(tǒng),一、實驗目的 1、了解位式溫度控制系統(tǒng)的結構與組成。 2、掌握位式控制系統(tǒng)的工作原理及其調(diào)試方法。 二、實驗設備 1、THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置 2、計算機、上位機MCGS組態(tài)軟件、RS232-485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根 3萬用表 1只,圖4

7、 鍋爐位式控制方框圖,11,實驗二 鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制系統(tǒng),1、按圖5要求，完成實驗系統(tǒng)的接線。 2、接通總電源和相關儀表的電源。 3、打開閥F1-1、 F1-2、F1-5和F1-13，關閉其它所有與本實驗無關的閥，用電動調(diào)節(jié)閥支路給鍋爐內(nèi)膽打水至最大容量的三分之二左右時，停止打水。,四、實驗內(nèi)容與步驟,圖5 鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制結構示意圖,12,4、在調(diào)節(jié)器上設置好溫度的給定值及控制范圍（即儀表的回差值dF），讓系統(tǒng)投入運行。 5、打開計算機，運行MCGS組態(tài)軟件并進入本實驗，觀察并記錄系統(tǒng)的輸出響應曲線。 6、當系統(tǒng)進入等幅振蕩后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察并記錄系統(tǒng)的輸出響應曲線。 五、實驗報告 1、根據(jù)圖5，畫出本實驗系統(tǒng)的方框圖。 2、試評述溫度位式控制的優(yōu)缺點。 六、思考題 1、溫度位式控制系統(tǒng)與連續(xù)的PID控制系統(tǒng)有什么區(qū)別？ 2、本系統(tǒng)會不會產(chǎn)生發(fā)散振蕩？,實驗二 鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制系統(tǒng),13,三、小結,課后作業(yè),1、小結,通過本次課學習，在能力應達到： 1）熟悉位式控制規(guī)律和系統(tǒng)結構,。 2）能用常用儀表組成合理的溫度位式控制