测控仪器仪表控制设计上传

一、 设计目的使学生在理解已学的有关检测仪表及过程控制仪表的基本概念、组成结构、工作原理、测控系统设计原则及设计方法的基础上，结合实验室现有设备，联系实际的课程设计题目，使学生熟悉和掌握测控系统的设计和调试方法，学会对单回路调节器、电动执行机构、手操器等相关仪表的设置及使用，进一步增强解决实际工程问题的能力。二、 设计内容、要求及组织形式(一)以实验室的“电动执行器”为执行器和被控对象，以单回路调节器为控制装置，构成一个单回路控制系统。本课程设计将完成该系统的下列一系列工程性设计：被控对象特性组态设计：被控对象：执行器本身。工作过程：改变调节器的设定值，手工模拟系统干扰，使得系统处于扰动状^态0控制系统一次仪表选型设计；将单回路调节器与电动执行机构组成一个系统， 分析端子连线方法，分析该系统的输入输出特性。(二)热水锅炉过程控制的测控仪表系统设计按照可以实现锅炉水位自动控制的要求配套水位传感器和水流调节阀以及相应的控制器。要求画出连线图以及选型说明。比例积分）输出控制信号，作用于被控对象，以消除扰动对被控对象的影响,从而使被控变量回到给定值上。比例积分）输出控制信号，作用于被控对象，以消除扰动对被控对象的影响,从而使被控变量回到给定值上。三、设计过程（一）对于单回路控制系统的设计e诲差Xi图1单回路控制系统方框图*1空哥畚工作方式:控制器接受偏差信号后，按一定的运算规律（这里用的是工作方式:按实验接线图，图2接线.1.1.1.1图2实验接线图调节器参数设置1） 系统选择：系统选择密码0028,系统编号C00000,调节反馈。2） 比例参数（密码0008）:K0（P0）为调节器P,K1（P1）为设定值sp（可不设，在自动状态用定制增减键设置）。其他参数参考值见表1。表1比例参数表K2(P2)0K3(P3)5K4(P4)85K5(P5)0.2K6(P6)20K7(P7)20K8(P8)803）时间参数设置（密码0009）:T0:积分时间。其他参数参考值见表2.表2时间参数表T14T20T320T43414）显示量程参数设置（密码0010）表3显示量程参数表H00H1100H200.1H35H495

3.手工模拟系统干扰记录在不同K1和TO值时，系统在受干扰后，再次恢复稳定所需时间，实验数据见表4表4实验数据表PO(PO(KO)TO251545156515851545121O8642K1(2O~7O)扰动t(s)4O385449354632565O57实验数据分析因为P0（比例参数）的增大，系统响应也增快，所以TO很大时，无论比例参数为何值，系统从扰动恢复到稳定的时间都不会短，比例参数的增大影响系统响应速度从而会造成误差，所以系统响应的增快不能明显地影响系统恢复稳定所需的时间，即t，从数据中可以看出TO一定时t会比较接近但相差不大。而当P0比例参数固定，TO变化时，t会有明显的变化，因为TO越小积分作用越大，微小的扰动也会使积分输出运算发生很大的变化，使系统发生震荡稳定的时间增长。根据以上的数据和分析得出结论是，TO积分时间的调整不能太大也不能太小，在设计单回路系统时一定要选择适中的使系统不会有大震荡， 比例参数应根据控制对象的要求来设计。（二）热水锅炉过程控制的自动化仪表系统设计现有图1所示的热水锅炉过程控制实验对象装置一套，试按照可以实现锅炉水位自动控制的要求配套水位传感器和水流调节阀以及相应的控制器（除 DCS和FCS外）。设计报告至少应包括：测控系统图、仪表选型说明（应给出具体的型号、规格、制造厂商和采购联系信息）。可通过上网、查产品手册等方式获得具体的仪表选型信息。已知受控装置信息：锅炉容积：2升（①250X440mr）水温变化范围：0—100度。水位变化范围：0—400mm流量变化范围：0—300L/h。水管管径10mm加热调功器：输入4-20mA,输出6000W图3热水锅炉过程控制实验对象装置

工作特性:系统要实现的是对锅炉水位的控制， 首先在系统中给一个给定值，然后与传感器采集回来的信号比较得出偏差，通过一些控制策略进行控制和调整，使水位始终稳定在设定值上。控制器实时检测锅炉出、回水温度，燃烧机运行状态，压力状态。在压力超常和燃烧机故障时，进行声光报警，配合传感器使用实现水位显示、高、低极限报警、水位自动调节，以确保锅炉的安全运行。出水阀测量値图4水位自动控制系统方框图、系统连接图反惯信号反惯信号1-4水位传感瞬5-7图5水位自动控制系统接线图二、工作过程分析：控制器自检完成后进入工作状态。此时仪表开始检测压力状态、出、回水温度和燃烧机故障信号，并在液晶左上角出水温度显示区显示锅炉出水温度，在液晶右上方回水温度显示区显示锅炉回水温度，同时在液晶下方显示燃烧机故障状态。传感器液筒上的汽水管法兰与锅炉筒体相联接，使锅筒内的水位与液筒内的水位互相联通。当锅筒内的水位变化时，液筒内的水位相应发生变化。液筒内浮球根据锅筒水位高低发生移动，水位升高时，浮球上浮。水位下降时，浮球向下降，连接在浮球上的矽棒在电感线圈中发生移动。使电感线圈两端电感量 mH发生相应的变化，这一变化的电感量送入二次仪表，二次仪表接收时这一电感量的变化液位信号， 转换成与液面相对应的指示和信号。 促使自动控制水泵的启动与停止。给水系统发生故障时，指示灯能显示缺水或满水情况， 同时发出蜂鸣报警和灯光报警。三、仪表选型控制器热水锅炉控制器（HTGL-R采用薄膜按键，液晶显示，操作方便，美观大方，可靠性高。具有补水泵自动控制和手动控制两种工作方式。实时检测锅炉出、回水温度，燃烧机运行状态，压力状态。制造商：郑州智慧通测控技术有限公司采购联系信息行器YB-10型电动阀门执行器电动阀门执行器装置是回转型电子阀门驱动装置，可以通过外接电源的切换或外部输入信号，实现阀门开、关和中间位置的控制。由于本体材质采用了铝合金压铸件，实现了小型、轻量、高性能、高输出、功率的电动驱动装置。制造商：永嘉县雅博执行器有限公司采购联系信息感器UHGG-31A-G型电感式浮球传感器主要适用于5〜35T/H，压力w2.5Mpa各类锅炉锅筒液位检测能实现水位显示，高、低、危低极限报警，水位的自动调节，以确保锅炉安全运行，适用介质：非腐蚀性液体，比重》0.8,工作温度：w250C，检测范围：+50〜—75,输出信号：电感信号,法兰中心距：300mm350mm400mm440mm。制造商：杭州永辉仪表厂设计心得实验中将理论结合实际，又从实验中更深刻地明白理论知识， 在实验中接触到调