化工仪表及自动化实验2012解析

16161616实验一弹簧管压力表的校验一实验目的熟悉弹簧管压力表的结构、原理、用途。掌握活塞式压力计的结构及使用方法。学会校验弹簧管压力表的操作方法，确定仪表的精度等级以及变差。二实验原理弹簧管压力表是化工厂最常用仪表之一，它是根据弹性元件受压力作用产生弹性变形的大小而测定中由于震动或碰撞所造成测量误差，也需要进行校验，从而保证仪表示值的可靠性。校验方法通常有两种：一是将被校验表与标准表的示值在相同条件下进行比较；另一种是将被校验仪表的绝对误差Δ：被校验表读数标准表的读数仪表允许相对百分误差为： 仪表允许的最大绝对误差 100%允 测量范围上限限值测量范围下限值正行程与反行程最大绝对差值仪表的变差为：正行程与反行程最大绝对差值变差 100%测量范围上限值测量范围下限值我国仪表常用的精确度等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0。仪仪表示值反行程最大绝对差值正行程被测压力

图1-1测量仪表的变差9357261841-234是被校验表，935726184

图1-2活塞式压力计量程、编号。排气：开启阀、阀、阀681排出。82，即可开始校验。校验表的对应读数记入表中。校验表的对应读数记入表中。泄压：转动活塞手轮，使压力表的示数为02泄去活塞内压力，校验结束。标准表精度等级：；量程：；编号。被校验表精度等级：；量程：；编号。被校验表被校验表标准正程表反程最大绝对误差各点百分误差正反程差值各点的变差结论实际变差实际精度等级是否合格五数据处理根据测量值画出仪表的变差曲线，求出变差。根据记录数据（正程校验表的变差、实际精度等级，并判断该表是否合格，并将结论填入表中。六注意事项转动活塞手轮时要缓慢、用力均匀，增加压力时不要超过表的最大量程，以防损坏仪表。活塞内有压力（及表有压力示数）时，不要开启油阀2，也不要拆卸仪表，以防出现喷油现象。实验二温度的测量与控制一实验目的通过实验掌握用热电偶、热电阻测量温度及温度补偿的原理和方法。通过实验掌握数字温度控制仪的结构原理及使用方法。通过实验掌握直流电位差计的结构原理及使用方法。二实验原理温度的测量与控制有着重要的作用。温度测量仪表按工作原理分为膨胀式温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐便于信号的远传、自动记录和集中控制。10S306B；镍铬—镍硅（镍铝，分度号为；镍铬—康铜（镍铬—铜镍，分度号为；铁—铜镍，分度号为J号为T；镍铬—考铜，分度号为EA-2等。常用的热电阻有：铂电阻Pt100、Pt10，铜电阻Cu100、Cu50热电偶测温需要补偿导线，补偿导线通常用热电特性与热电极相似的廉价金属材料做成，它在0~100℃范围内的热电性质与要补偿的热电偶的热电特性几乎完全一样。所以使用补偿导线犹如将热电偶延长，把热电偶的冷端延伸到离热源较远，温度较稳定的地方。热电阻测温采用三线制接线。用直流电位差计测量热电偶的热电势，它根据平衡法（也称补偿法、零值法）原理将被测电势与已知测量。图2-1是UJ36电位差计的面板，图2-2是UJ3618是测量盘R；2是工作电流调节R34是检流计56是对外接线端（未知E7是倍率开关；ERPRIBCGRN21ERPRIBCGRN21-Et+KEN图2-1UJ36电位差计 图2-2测量原理图或×0.020，然后将功0接于未知接线端上，调节两个测量盘，使检流计指向0，这时两个测量盘指示值之和乘以使用倍率，就等于被测量的电压（电动势）值。用于输出直流电压（电动势）或×0.02的位置，用“调零”旋钮使检流计指向0，0后，再将功能开关打向未知侧，同时将倍率开关转到G1或G0.2位置（使检流计短路等于两个测量盘指示值之和乘以使用倍率。数字温度控制仪是当前最为常用的测温仪表，XMT818智能PID温控仪的主要特点：10种信号：热电阻Pt100Cu50、热电偶、、、、NEJ、。时间比例PID控制输出，可设定AL2继电器触点输出或SSR固态继电器触发电平输出。2路继电器输出，可实现双限报警或三位式控制。超强自整定功能，自动适应被控对象。图2-3 XMT818温控仪面板（一）面板说明PV：温度测量值显示窗口。SV：温度给定值显示窗口。SET：设定键。在设定状态时作保存数据或参数上选择键；在测量状态按下进入密码输入状态。SV温度设定值。SV温度设定值。3秒启动自整定或取消自整定。▼+►：停止键。同时按下“减键+位移键”停止控温或启动控温。AL1、AL2：分别为AL1、AL2继电器指示灯。AT/M：OUT：控制输出指示灯。（二）参数设定方法在测量状态下，按SET键后，输入密码，进入参数设定状态。传感器参数设定在测量状态下按SET键，输入密码555，进入传感器参数设定。按住SET键3秒退出设定状态。参数提示符参数名称参数功能选项或设定范围出厂值SnSn输入信号选择0～9(见代码表)8dotdot显示分辨率0：1度；1：0.1度1PbPb零点修正值-1000～10000.0FILtFILt数字滤波系数0.000～0.9000.100传感器输入信号类型与Sn代码对应表代码传感器类型与测量范围代码传感器类型与测量范围0S型热电偶0～1600℃5E型热电偶-200～850℃1R型热电偶0～1600℃6J型热电偶0～650℃2B型热电偶200～1800℃7T型热电偶-200～400℃3K型热电偶0～1300℃8Pt100热电阻-199～600℃4N型热电偶0～1300℃9Cu50热电阻-50～150℃PID在测量状态按SET键，输入密码800，进入PID控制参数设定。按住SET键3秒退出设定状态。提示符Su名称SV参数功能温度设定值选项或设定范围-1999～9999℃出厂值80.0备注PP比例带0.1～999.930.0II积分时间2～2000240DD微分时间0～2000SFSF超调抑制系数0.0～1.00.2CtCt控制周期1～2002rdrd工作方式0:制冷；1:加热1AtPbAtPb自整定偏移值2～2000outYoutY控制输出方式0～2 2注：控制输出方式outy0：继电器AL1AL2报警输出；无固态继电器）SV窗口显示AL2（outy=0时，取P=10I=1000D=0，继电器AL2SV161616161：继电器AL1报警输出；继电器AL2有触点式时间PID控制输出；无SSR电平输出，控制目标值为SV。2：继电器AL1、AL2报警输出；SSR电平无触点式时间PID控制输出。报警参数设定测量状态按SET键，输入密码100，进入报警参数设定状态。按住SET键3秒退出设定状态。提示符名称参数功能选项或设定范围出厂值备注PAL1PAL1报警功能选择0～2注100：取消报警AL1AL1报警1设定值-1999～999990.01：越上限报警HAL1HAL1回差1设定值0～99990.52：越下限报警PAL2PAL2报警功能选择0～2注2AL2AL2报警2设定值-1999～999970.0HAL2HAL2回差2设定值0～99990.5注：一般AL1取越上限报警PAL1=，AL2取越下限报警PAL2=；当P≥AL1时继电器AL1警，当PV<(AL1-HAL1)时报警解除；当PV≤AL2时继电器AL2报警，当PV>(AL2+HAL2)时报警解除。（三）自整定功能及手动停止控制键（约3秒A”灯开始闪烁，这时仪表进入自整定状态；当灯熄灭，自整定过程完成，仪表按自整定计算出的PID（12）键（约3秒APID停止温控：►启动控温：►+▼键，启动控温。SSR+13PID-SSR+13PID-14TC-+RTDAL1AL2PID220V⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙123456789101112

图2-4仪表接线端子图1、镍铬—镍硅热电偶，铂电阻Pt10）各一支。2、数字温度控制仪一只，继电器一只。3、UJ36型直流电位差计一台。4、管式电炉一台。5、单相调压器（2000VA）一台。五实验步骤（一）热电偶测控温度实验传感器参数控制参数报警参数按图2-5所示连接实验电路，接通温控仪电源，设定仪表参数，设定传感器为K型热电偶PID控制方式温度范围SV=～100℃；控制输出方式为继电器AL2位式PID控制outy=传感器参数控制参数报警参数参数名设定值参数名设定值参数名设定值参数名设定值Sn3SV（*）rd1PAL11dot1P10.0AtPb0AL190.0Pb0.0I1000outY0HAL10.5FILt0.100D0PAL22SF0.2AL270.0(*)Ct2HAL20.5*）是控制过程中的给定值，由操作键修改。补偿导线 K型热电偶+电位差计

+ 管式电炉UJ36 - - L1 28温控仪XMT818912 11

继电器

调压器

220VNL 220V N图2-5 热电偶测控温度实验线路先将调压器输出调在150V启动温控仪，观察系统运行情况。当各点温度稳定时，记录下电位差计的对应读数，用电位差计的读数计热电偶分度号 ；温控仪精度等级 ；电位差计精度等级 ；室温序号序号300400500600电位差计测量值温度范围(℃)mV℃最高最低百分误差温控仪等合格否备注1234温控仪测量范围0-1000℃在上述实验中，用电位差计测量的热电偶的热电势，是冷端温度为室温t时的热电势，即t,t，1 1管式炉内实际温度t对应的热电势E（t,0）应为：E(t,0)E(t,t)E(t,0)1 1其中E（t,0）是热端为室温t，冷端为0℃时的热电偶的热电势，查热电偶分度表得。1 1办法。实验结束，先将调压器输出调在0V，最后关闭所有设备电源。（二）热电阻测控温度实验传感器参数控制参数报警参数按图2-6Sn=PID控制方式温度范围SV=～50℃；控制输出方式为继电器AL2位式PID控制outy=传感器参数控制参数报警参数参数名设定值参数名设定值参数名设定值参数名设定值Sn8SV*rd1PAL11dot1P10.0AtPb0AL190.0*Pb0.0I1000outY0HAL10.5FILt0.100D0PAL22SF0.2AL270.0*Ct2HAL20.5将调压器输出调在150V左右，接通调压器电源，将管式炉的温度给定值分别设在100℃、200℃、300℃、400℃上，启动温控仪，观察系统运行情况。Pt100热电阻

管式电炉L1 2 38温控仪XMT818912 11

继电器

调压器

220VNL 220V N图2-6 热电阻测控温度实验线路实验结束，先将调压器输出调在0V，最后关闭所有设备电源。六数据处理根据电位差计读数计算管式炉内实际温度，并将结果填入表中。计算每个测量点，温控仪的相对百分误差，将结果填入表中。相对百分误差温控仪指示值-电位差计测量温度100%温控仪上限-温控仪下限七注意事项调压器输出端与输入端不能接错。电位差计使用完后，将倍率旋钮调在断开位置，以防内部电池损耗。八思考题热电偶测量温度时常用的冷端温度补偿方法是什么？用热电偶测量温度时，为什么要用补偿导线？在热电偶测控温度中，被控对象、测量元件、控制器、执行器分别是什么？实验三流量测量—实验目的掌握转子流量计、涡轮流量计、孔板及差压变送器的原理及使用方法。掌握二线制变送器与二次仪表的接线方法。掌握流量积算仪的使用方法（实验前必须认真阅读实验七的内容。二实验原理式流量计、转子流量计、涡轮流量计等是常用的流量测量一次仪表。二线制变送器二线制变送器++24V--4-20mA+二次仪表-++24V-++24V--二线制变送器250ΩR二次仪表-4-20mA1-5V+图3-2二线制变送器与电压输入二次仪表接线图在化工仪表中大多数变送器的信号传输方式都采用“二线制16161616为二线制变送器，它们输出的是国际标准信号，即直流电流 4-20mA（对于气动仪表空气压力为0.02-0.1MP。如各种压力变送器、差压变送器等。这类二线制变送器与二次仪表相接时，有二种接法当二次仪表输入为电流信号时，接法如图3-1所示；当二次仪表输入为电压信号（直流1-5V）时，接法如图3-2所示。图中24V直流电源称为配电电源，目前，常见的智能二次仪表，本身都带有24V直流电源输出，专用于二线制变送器的配电。三实验设备1LZB-15转子流量计一只。 2CLG-10涡轮流量计一只。3孔板及WS-1151差压变送器各一只。 4WP-L801智能流量积算仪一台。5化工仪表及自动控制实验系统一套。四实验步骤

图3-3自动控制实验系统流程图图3-3弄清楚每条管路、各个设备的作用与功能。（一）用转子流量计测量流量压力表读数（MPa）转子流量计读数（L/h）635424的运动状况，在全量程内读取并记录5个流量值以及对应的压力表的读数，填入表中压力表读数（MPa）转子流量计读数（L/h）测量完毕，关闭水泵2，全关阀4和阀5，全开阀3。注意：1启动水泵时，阀4不能关死，也不要开度太大。2注意电热锅炉的水位，不要让水从锅炉上面溢出。黑色线涡轮变 屏蔽线送器 红色

+12V-IN(f)-+

流 22 变送输出量 +积 4-20mA5 算 -仪3 23图3-4 涡轮流量变送器与流量积算仪接线图（二）用涡轮流量变送器测量流量按图3-4所示，连接涡轮变送器与流量积算仪，确定接线无误后接通流量积算仪电源（1500L/h）设置流量积算仪参数（流量积算仪的使用请参考实验七）系统有关参数如下：1，PV显示器显示瞬时流量值；流量输入信号为频率信号，测量体积流量Q，通讯设备代号为2、波特率为2400bph0.01500L/h，流量输入量程下限为01500L/h，无需小信号切除和补偿，流量输入单位为，瞬时流量单位为，累积流量单位为移键，小数点循环左移）（在仪表测量值PV显示状态下，按SET键进入控制参数设定状态。同时按压SET移键，小数点循环左移）CLK=132 AL1=50 AL2=50 AH1=0 AH2=0 K1=0.62598（不同的流量计，流量系数不同）K3=1 K4=1 A1=1 A2=1 A3=1ρ=1ρ20=1 DIP=2在仪表参数设定模式下，按住SET5后仪表将自动回到测量值显示状态（因仪表参数设置不同，有些参数将不予显示）（CLK=132后，在PV显示CL，SV显示132SET30）B1=2B2=3B3=0B4=0B5=1DE=2BT=3C1=2C2=3C3=0C4=0 C5=0C6=0 D1=0D3=0PB1=0KK1=1PB2=0KK2=1PB3=0 KK3=1SL=0SH=1500PA=0TL=0TH=0PL=0PH=0CAL=0CAH=1500CAA=0CAB=0DT=*DP=*DCA=17PV=17SV=11AT=0KE=0二级参数设定完后，同时按下SET键和▲键5秒，仪表退出二级参数设定状态。45，全开阀3，微开阀6，启动水泵2，由小到大逐渐缓慢调节阀6的开度，通过流量16161616压力表读数（MPa）流量（L/h）压力表读数（MPa）流量（L/h）（三）用孔板及差压变送器测量流量1按图3-5所示，连接孔板、差压变送器与流量积算仪，确定接线无误后接通流量积算仪电源。孔板是流量测量中最常用的节流装置，流体在孔板中流过时，在孔板两端产生压力差，根据流量基本方程式，体积流量为：2p12p10式中：α—流量系数，ε—膨胀校正系数，F—节流装置的开孔截面积，0ρ—节流装置前的流体密度，Δp—节流装置前后实际测得的压力差。1孔板bac+24V-红-15167+ -孔板bac+24V-红-15167+ -流量积算仪22差压变送器变送输出+4-20mA-黑mAIN(mA)+623+-直流毫安表图3-5孔板、差压变送器与流量积算仪接线图流量积算仪参数设置系统有关参数如下：无报警，孔板流量系数为38.729，被测介质是水，密度为1，PV显示器显示瞬时流量值；流量输入信号为差压未开方，测量体积流量Q，通讯设备代号为2、波特率为2400bps，瞬时流量时间单位为小时h，累积流量显示精度为0.4-20mA直流电流，流量输入零点无需迁移、量程无需放大，变送输出量程下限为0、0瞬时流量单位为，累积流量单位为移键，小数点循环左移）（在仪表测量值PV显示状态下，按SET键进入控制参数设定状态。同时按压SET移键，小数点循环左移）CLK=132 AL1=50 AL2=50 AH1=0 AH2=0 K1=38.729 K2=1 K3=1 K4=1 A1=1 A3=1 ρ=1 ρ20=1 DIP=2在仪表参数设定模式下，按住SET键5秒后仪表将自动回到测量值显示状态。（CLK=132后，在PV显示CL，SV显示132状态下，同时按SET30）B1=2B2=1B3=0B4=0B5=1DE=2BT=3C1=2C2=3C3=0C4=0C5=0C6=0D1=0D2=0D3=2PB1=0KK1=1PB2=0KK2=1PB3=0KK3=1SL=0SH=1500PA=0TL=0SV=11TH=0AT=0PL=0KE=0PH=0CAL=0CAH=1500CAA=0CAB=0DT=*DP=*DCA=17PV=17二级参数设定完后，同时按下SET键和▲键5秒，仪表退出二级参数设定状态。12ab和阀，待差压变送器正负压室平衡后（即流量显示为0时，关闭平衡阀，开始流量测量。由小到大逐渐缓慢调节阀2填入表中（在全量程范围记录10组数据。同时观察孔板、差压变送器、智能流量积算仪的运行情况，掌握其工作原理及使用方法。差压变送器停用时，先打开平衡阀，后关闭切断阀。1，关闭流量积算仪电源（25Kpa）差压差压I（mA）Q/P五实验注意事项在没有了解实验系统功能、特点及当前所处状态前不要接通总电源。在测量过程中，引压管中不能有汽泡，否则会引起测量误差。六实验报告列出实验过程中记录的数据和现象。通过实验数据，说明孔板前后差压与孔板中流量之间的关系。简述转子流量计、涡轮流量计、孔板等测量流量的优缺点。实验四水槽对象特性参数的测定一实验目的测绘水槽对象的阶跃反应曲线；确定对象的放大系数K、时间常数T、滞后时间τ等特性参数。二实验原理图示水槽对象，流入水槽的流量Q为输入量，水槽液位的高度h为输出量，输入流量Q一定时，在稳定状况下，液位h维持不变。在t时突然开大进水阀，并保持不变，加入阶跃干扰，液位开始上升，0经过一定时间后，液位稳定在某一新高度。水槽对象的阶跃反应曲线如图所示。tt0tt0tQhQ`h63.2%简单水槽对象h

t0 T水槽对象的阶跃反应曲线KQ对象的时间常数T为当对象受到阶跃输入后，液位升高到新的稳态值的63.2%所对应的时间。当流量变化时，水槽液位随之变化，所以它的滞后时间τ近似为0。一阶水槽对象特性的微分方程:TdhhKQTdtT一阶水槽对象在阶跃作用下，液位反应曲线为:三实验过程

h(t)KA(1et)绘”应用程序。打开系统中PID调节器、流量积算仪（参数同“用孔板及差压变送器测量流量调节管道中阀门的开度，使管道流量在300L/h左右（流量积算仪上读取等待液位稳定后，记下此时的流量值Q、液位高度h（从PID调节器或显示曲线上读取；调节阀门开度，使流量瞬间增大（约35～400L/等待液位重新稳定后，的流量值Q2、液位高度h2，并保存记录曲线。特别注意：上边给定流量仅作参考，不同系统差别较大；一定要在系统稳定后，再加阶跃作用；加阶跃后，要等待液位重新稳定后才能结束；一次实验不成功时，应重新开始，取较理想的记录曲线作为16161616实验结果。三实验报告对象放大系数为：K

h h2 1Q Q2 1从记录的阶跃反应曲线上求取对象的时间常数Tτ。写出该一阶水槽对象的特性方程和液位变化函数表达式。实验体会和感想。实验五液位自动控制实验一实验目的通过实验掌握液位自动控制系统的组成，及各部分的作用。PID调节器、记录仪、变频器等仪表的使用方法。通过实验了解不同的控制规律、不同的控制参数对系统过渡过程的影响。了解控制系统的投运与控制器参数的整定方法。二实验设备自动控制实验系统，液位变送器、PID调节器、变频器、水泵、记录仪等。三液位控制实验原理及过程221记录仪ABCN21电流表BC- mA+水箱LT+-- +变频器PI3PI1 51615+RLDS2122控制器23-45水槽 RS-4853图5-1液位自动控制管路及接线图液位自动控制管路及接线如图4-1控制器为PID122的开度决定。该系统调节过程如下：液位变送器测得液位信号，送入调节器和记录仪（显示记录水位高低，可以不用，调节器把输入的液位信号值与给定值进行比较，得到偏差，再经过PID运算，得到调节器需要输出4-20mA电流，该电流作为变频器的外输入信号，控制三相变频器输出1中的流量，使得水箱的水位随管路1中的流量而变化。当水1的转速增加，管路1率降低，水泵1转速下降，管路1中流量减小，使水箱水位降低，经过这样调节，水箱水位最终达到给定值。系统进入稳定后，改变管路2中阀门2的开度（开度应适当，否则可能造成系统无法稳定加一阶跃干扰，经过上述调节过程，系统会进入新的稳定状态。智能PID调节器可以组成的控制规律有：位式控制、比例控制P、比例积分控制P、比例微分控制PD、比例积分微分控制PID）化。四仪表参数设置PID调节器控制参数设定（实验前必须认真阅读实验六的内容）（在仪表测量值PV显示状态下，按SET键进入控制参数设定状态）CLK=132 AL1=50 AL2=50 AH1=2 AH2=2 CON=0 P=20* I=10* D=2* T0=1.0 T1=2.0 AUT=0* AH=2注：P、I、D参数应根据对象特性现场调整。在仪表参数设定模式下，按住SET键5后仪表将自动回到测量值显示状态。系统有关参数如下：4-20mA12，小数点在十位，无报警，冷端为内补偿，无闪11（每套实验系统不同，根据所用设备决定2400bps，PID4-20mASV显示器上显示PID输出量的百分比，单路PID控制，PID100%，零点无迁移，显示量程无需放大，不需要冷端补、上限为500m（液位控制最高值0500mm，SV4-20mA12，SV。（CLK=132后，在PV显示CL，SV显示132状态下，同时SET30）SL0=12 SL1=1 SL2=0 SL3=0 SL4=0 SL5=0 SL6=01 SL7不变 DE=01（由实验台号决定BT=3T1不变B1不变F1=1 F2=1 F3=1IN2=0OH不变 PIDL=0 PIDH=100 PB1=0KK1=1 PB2=0 KK2=1 PB3=0 KK3=1 PB4=0KK4=1OUTL=0OUTH=500PVL=0PVH=500SVL=0SVH=500FU0=12 FU1=1 FPB=0 FKK=1 FUL=0 FUH=500二级参数设定完后，同时按下SET键和▲键5秒，仪表退出二级参数设定状态。给定值（SV）的设定PVSET4PV窗口显示SV窗口显示当前的给定值。用▲键或▼键，调整给定值（给定值取100-150m，参数修改完毕后，再次按压SETSET完毕后，按压SET5变频器参数设定（变频器的使用方法请参考变频器使用说明书）P79=动和停止，用外部电流信号PID调节器输出的4-20mA电流）设定运行频率（明书，并将变频器控制回路输入端RL和DS相接。按下变频器操作面板上FWD面板上REVSTOP记录仪参数设定（MC-700（记录仪的使用方法请参考记录仪使用说明书）注：记录仪输入的液位信号是4-20mA电流信号，该信号接在记录仪的二号通道。组态设定：同时按住翻页键和确认键两秒钟，进入组态画面。选择通道组态一号通道组态为：类型：Ⅲ （即输入信号为4-20MA电流）量程：0-500 单位：mm 开方：否接线用该通道的B（+）和C（-）端，该通道的DIPON。五实验内容及步骤熟悉自动控制实验系统，找出本次实验所用设备，按图5-1连接线路，将智能PID调节器的通讯接口SR-485，经过485/232转换器，接到计算机的COM0口。启动计算机，运行工控组态软件MCGS。接通总电源，按实验内容设置智能PID调节器、变频器、记录仪参数。手动调节水箱液位实验变频器（按变频器RUN键。在调节器自动控制输出模式下，同时按压SET键和▼键，使调节器输出变为手动状态（无扰动切换，A/M输出，通过调节管道流量（操纵变量稳定在150mm。结它们之间的相对关系，体验自动控制的重要意义，总结提高控制精度的方法。在调节器手动控制模式下，同时按压SET键和▼键，调节器输出变为自动状态，A/M灯灭，完成手动到自动的无扰动切换。位式控制实验将控制器的一级参数比例度P1位式控制器)，液位给定值SV起动变频器（按RUN键，使系统进入位式控制过程。仔细观察控制器的PID输出值、变频器的输出、水泵的转速、管道流量大小与液位变化之间的关系，仔细观察液位变化曲线，总结，位式控制的特点及控制效果。纯比例控制实验（P）（控制器一级参数I=199D=0，取3个不同的比例度P值[其中，一个较合适（约10～10，一个偏大（大于20，一个偏小（小于５（按RUN键，让水箱液位从0开始上升，观察系统的运行状况（控制器及变频器的输出、水泵的转速的变化规律（观察曲线中最大偏差、余差、超调量总结比例系度P对过渡过程的影响，找出适合P（记录合适的比例度为：）比例积分控制实验（PI）比例积分控制（控制器一级参数D=，取比例度P为合适值，积分时间I在2100范围内，取几个点（数，起动变频器（按RUN键，让水箱液位从0开始上升，观察系统的运行状况（控制器及变频器的输出、水泵的转速、液位曲线的变化规律（差、超调量总结比例系度P、积分时间I对过渡过程的影响，找出适合该系统的比例度P、积分时I（记录合适的比例度为：，积分时间为：）比例积分微分控制实验（PID）修改调节器参数，使控制规律为PID控制，依据前面实验结果，分别取几组P、I、D值，起动变频器（按RUN键，让水箱液位从0开始上升，观察系统的运行状况（控制器及变频器的输出、水泵的转速液位曲线的变化规律（观察曲线中最大偏差、余差、超调量，从总结比例系度P、积分时间、微分时间D对过渡过程的影响，找出适合该系统的PID参数（记录合适的比例度为： ，积分时间为： ，微分时间为： ）自动控制系统克服干扰的能力实验将调节器的控制参数D）150mm左右，起动变频器（按RUN键，当系统进入稳定运行状态（液位稳定）后，起动2号水泵，通过2（流量，观察系统的运行状况（控制器及变频器的输出、水泵的转速、液位曲线的变化规律（观察曲线中最大偏差、余差、超调量总结自动控制系统克服干扰的过程及能力（1P、I、D）将调节器的控制参数D）150mm左右，起动变频器（按RUN键，当系统进入稳定运行状态（液位稳定）后，改变液位给定值SV（增加或减小，观察系统的运行状（（（注意：液位改变量要适当；如果控制效果不理想，液位长时间达不到新给定值，应适当修改控制器参数P、、D）控制器参数（P、、D）的自整定修改控制器一级参数AUT=1灯闪烁。当A/MD中。自整定结束后，查看一级参数，将自整定结果（即仪表一级参数中PID）记录下来（P=；0后，按下变频器的“析该自动控制系统的控制质量是否理想、控制参数是否合理。六实验注意事项在没有了解实验系统功能、特点及当前所处状态前不要接通总电源。3的开度大小，影响对象系统特性，开度应适当。实验过程中所加干扰要适当，否则系统不能稳定。七实验报告列出实验过程中记录的数据和现象（PIPID整定的P、D参数，不同控制参数下液位变化曲线）总结PID参数对过渡过程的影响，并总结出该系统最佳的控制规律。对比PID控制与位式控制中液位变化状况，说出两种控制的优缺点。实验六锅炉温度自动控制一实验目的通过实验掌握温度自动控制系统的组成，及各部分的作用。通过实验熟悉PID调节器的自整定功能（自动演算功能/手动切换功能（手操器功能）等。二实验设备自动控制实验系统，热敏电阻Pt100、PID调节器、调压模块、记录仪、水泵等。三锅炉温度自动控制原理及过程锅炉温度自动控制电路如图6-1装置为热电阻Pt100，控制器为PID调节器，执行器为交流调压器和电加热器。被控变量是锅炉温度，操纵变量是电加热器的功率，控制过程中的干扰是锅炉的进水量，由阀门开度决定。PID运算，得到调节器需要输出的值，调节器PID4-20mA低，电加热功率减小，锅炉温度降低，经过这样调节，锅炉温度最终达到给定温度（当系统为有差调节PID调节器一般构成的系统为无差系统）PT100TT

控制器2

4-20mA变送输出溢流管 锅炉

3 185 2622272223

RS-485加热器转子流量计泵

+ - 4-20mA4 交流调压器1 2水槽 L N阀 220VAC图6-1 锅炉温度控制电路图四智能PID调节器控制参数设定（在仪表测量值PV显示状态下，按SET键进入控制参数设定状态）CLK=132 AL1=100 AL2=10 AH1=2 AH2=2 CON=0 I=10* D=2* AT=200 T0=1.0 T1=2.0 AUT=0* AH=2注：P、I、D参数应根据对象特性现场调整。在仪表参数设定模式下，按住SET键5后仪表将自动回到测量值显示状态。（CLK=132后，在PV显示CL，SV显示132状态下，同时SET30）系统有关参数如下：温度输入信号是热电阻Pt100，故输入分度号是112400bps，PID4-20mA电SV显示器上显示PIDPID100%，0℃0℃输入为热电阻Pt1008，SV显示无小数点，SV输入无迁移和放大，SV测量下限为0℃、上限为100℃。SL0=8 SL1=0 SL2=0 SL3=0 SL4=0 SL5=0SL6=01SL7不变 DE=1 BT=3T1不变B1不变 F1=1 F2=1F3=1 IN2=0OH不变 PIDL=0PIDH=100 PB1=0 KK1=1 PB2=0 PB3=0KK3=1 PB4=0 KK4=1OUTL=0OUTH=100PVL=0PVH=100SVL=0 SVH=100FU1=0 FPB=0 FKK=1 FUL=0 FUH=100二级参数设定完后，同时按下SET键和▲键5秒，仪表退出二级参数设定状态。给定值（SV）的设定PVSET4PVSV窗口显示当前的给定值。用▲键或▼键，调整给定值，参数修改完毕后，再次按压SET键，即将SETSET键5秒后退出参数设定。五实验内容及步骤熟悉自动控制实验系统，找出本次实验所用设备，按图5-1连接线路。接通总电源，按实验内容设置智能PID调节仪参数。控制器参数、、D）整定ATU=1灯闪烁。当A/MD来，并观察调节过程的变化情况。人工整定、、D参数：修改PID参数，观察调节过程的变化情况，自己总结PID过程的影响。/手动无扰动切换在仪表自动控制输出模式下，同时按压SET+▼键，进入手动输出状态，A/M红灯亮。这时由▼键和▲键手动改变输出量的百分比，这时的调节器相当于一个手操器。在手动状态下，同时按压SET+▼键，进入自动输出状态，A/M红灯息灭。5位式调节改变智能调节仪参数，使其成为位式调节器（P的值设为11、微分时间设为0，观察调节器输出以及温度变化状况，比较PID调节与位式调节的特点及效果。六实验注意事项在没有了解实验系统功能、特点及当前所处状态前不要接通总电源。锅炉水位低于三分之一时，不要接通加热电源开关。160L/h，否则锅炉会出现溢水。七实验报告列出实验过程中记录的数据和现象。总结PID参数对调节过程的影响。对比PID调节和位式调节中温度变化状况，说出两种调节的优缺点。16161616实验七智能PID调节器的使用一实验目的通过实验熟悉WP-T825智能PID调节器的使用方法。通过实验了解仪表各参数的含义，以及各参数的设定方法。通过实验熟悉自整定、无扰动切换等概念及应用方法。二概述WPPID调节器，采用先进的微处理器进行智能控制，可根据被控对象自动演算（整定）可与计算机通讯。各输入输出回路间均采用光电隔离，具有良好的抗干扰性和稳定性。三操作说明（一）

图7-1智能PID调节器面板WP-T825（7-1）仪表面板各部分说明主屏：显示实时测量值；在参数设定状态下，显示参数符号。副屏：显示控制目标值（设定值）或输出量的百分比；外给定控制时显示外给定值；在参数设定状态下，显示设定参数值。光柱1：显示实时测量值对应的百分比。光柱2：显示给定值或输出量的百分比；外给定控制时显示外给定值百分比。OUT指示灯：输出指示灯，继电器（或固态继电器SSR、可控硅SCR）为控制输出时，在输出时灯亮，无输出时灯灭。A/M指示灯：功能指示灯，开始自整定时，将连续闪烁；自整定结束时灯灭；切换到手动控制输出时灯亮。AL1、AL2指示灯：分别为出现第一、第二报警时对应灯亮。3操作键说明SET键：参数设定选择键。记录已变更的设定值；按顺序变换参数设定模式；配合▲键可以进入仪表二级参数设定；配合▼键可以实现自动/手动控制输出的切换。▼键：设定值减少键。变更设定时，用于减少数值；连续按压，将自动快速减1；配合SET键可实现手动/自动控制输出的切换。▲键：设定值增加键。变更设定时，用于增加数值；连续按压，将自动快速加1；配合SET键可进入仪表二级参数设定。复位键：RESET（面板不标出。用于程序清零（自检。（二）控制参数设定一级参数设定T0逻辑运算周期1~200秒T1输出周期AUT自整定1~200秒AUT=0关AUT=1开显示PID参数逻辑运算的周期T0逻辑运算周期1~200秒T1输出周期AUT自整定1~200秒AUT=0关AUT=1开显示PID参数逻辑运算的周期继电器或可控硅输出时有此参数显示控制输出的周期继电器或可控硅输出时有此参数自整定功能关；用手动设定PID自整定功能开（处于自整定状态）显示自动演算输出时的逻辑回差值继电器或可控硅输出时有此参数120AH逻辑回差值全量程2符号名称设定范围说明预定CKK=00无禁锁（设定参数可修改）132CLK设定参数禁锁CLK≠00,132禁锁（设定参数不可修改）CLK=132进入二级参数设定AL1第一报警值-1999~9999显示第一控制或报警的报警设定值50AL2第二报警值-1999~9999显示第二控制或报警的报警设定值50AH1第一报警回差0~255显示第一报警的回差值2AH2第二报警回差0~255显示第二报警的回差值2CON内部参数CON=0控制输出为PID控制0P比例带全量程比例带的设定值，设为“1”时为位式控制50I积分时间0~1999秒积分时间的设定值，设为1时积分动作“关”30D微分时间0~1999秒微分时间的设定值，设为0时微分动作“关”10AT积分分离区全量程可有效防止积分饱和200二级参数设定在仪表一级参数设定下，使CLK=132，并在PV显示CLK，SV显示132的状态下，同时按下SET键和▲键30秒，仪表进入二级参数设定。在二级参数设定状态下，每按SET键一次，按照下列顺序变换参数。（由于运行状态不同，有些参数不显示SET5SL0SL1

名称输入分度号小数点

0~20SL1=0SL1=1SL1=2SL1-3SL2=0SL2=1SL2=2

说明输入设定，见后“仪表输入分度号的参数符号”表无小数点小数点在十位小数点在百位小数点在千位无控制或报警报警方式为下限报警报警方式为上限报警SL2 警方式SL3 警方式

SL2=3SL2=4SL2=5SL2=6SL3=0SL3=1SL3=2SL3=3SL3=4SL3=5SL3=6

报警方式为偏差外报警报警方式为上偏差报警报警方式为下偏差报警无控制或报警报警方式为下限报警报警方式为上限报警报警方式为偏差外报警报警方式为上偏差报警报警方式为下偏差报警SL4SL5SL6SL7DE

冷端补偿设备号

SL4=0SL4=1SL5=0SL5=11~100~255BT=0BT=1BT=2

冷端为内冷端补偿冷端为外冷端补偿无闪烁报警（PV值小于PVL或大于PVH设置仪表滤波系数防止显示值跳动300bps600bps通讯波特率为1200bpsBT

BT=3BT=4BT=5

T1b1保留参数保留参数F1PID作用方式F1=0时为正作用；F1=1时为反作用F2PID输出类型F2=0SSRSCRF3=0 SVF3SV显示方式F3=1 SVPIDF3=2 显示阀位反馈值IN2

（SV）

IN2=0IN2=1

单路输入PID控制双路输入外给定控制OH 保留参数PIDL

0~100%

PID输出控制下限限幅16161616PIDHPB1输出控制上限零点迁移0~100%全量程PID输出控制上限限幅显示输入的零点迁移量KK1放大比例0~1.9999倍显示输入量程的放大比例PB2冷端补偿全量程显示冷端补偿的零点迁移量KK2冷端补偿增益0~1.9999倍显示冷端补偿的增益值PB3娈送输出迁移全量程显示变送输出的零点迁移量KK3变送输出放大0~1.9999倍显示变送输出的放大比例PB4控制输出迁移全量程显示控制输出的零点迁移量KK4控制输出放大0~1.9999倍显示控制输出的放大比例OUTL变送输出下限全量程设定变送输出的下限量程OUTH变送输出上限全量程设定变送输出的上限量程PVL闪烁报警下限全量程设定闪烁报警下限量程PVH闪烁报警上限全量程设定闪烁报警上限量程SVL测量量程下限-1990~9999测量量程的下限值SVH测量量程上限-1990~9999测量量程的下限值FU0SV输入分度号可选择分度号表中12、13、14、15（定货时注明）FU1=0无小数点FU1SV显示小数点FU1=1FU102小数点在十位小数点在百位FU1=3小数点在千位FpbSV输入迁移全量程SV显示输入零点迁移量FKKSV输入比例0~1.9999倍/r