自动化仪表与过程控制实验指导书

《自动化仪表与过程控制》实验指导书（修订稿）电气工程系 目录实验一自动化仪表的结识与选用2实验二智能调节器的使用与特性测试3实验三电动执行机构的使用与特性测试4实验四温度变送器的使用与特性校验5实验五JX-300X构成原理与SCNet网络组态6实验六JX-300X系统I/O组态8实验七JX-300X系统操作组态12实验八JX-300X系统控制组态15实验九过程对象实验建模研究17实验十单回路控制系统的组态与工程整定18实验十一串级控制系统的组态与工程整定19实验十二前馈-反馈控制系统的组态与工程整定20实验十三比值控制控制系统的组态与工程整定21实验十四自选复杂方案控制系统（组态）设计22实验十五自选复杂方案控制系统（编程）设计23实验一自动化仪表的结识与选用一、实验目的1.认知实验室中的各种自动化仪表。2.了解实验室中的各种变送器（DDZ-Ⅲ温度变送器，DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ差压变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，DDZ-Ⅲ型靶式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻）、控制器（智能调节器、KMM可编程调节器和JX-300X集散型控制系统）及执行器（ZJK-210C型电动执行器，ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块，Ⅲ型变频调速水泵）的结构原理与性能特点。3.初步了解实验室中的各种变送器、控制器及执行器的合理选型、对的安装与使用方法。二、重要实验设备1.JX-300X集散控制系统，XMTF-A智能调节器，KMM可编程调节器。2.DDZ-Ⅲ温度变送器，DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ差压变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，DDZ-Ⅲ型靶式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容1.各种自动化仪表的结识。2.实验室中的各种变送器的功能特点、重要技术参数与对的安装使用。3.实验室中的各种执行器的功能特点及合理选型与对的安装使用。4.实验室中各种控制仪表的功能特点与选用。四、实验报告1.列写实验室中重要检测仪表的作用及重要技术参数。2.阐述实验室中各类执行仪表的作用及性能特点。3.阐述实验室中各种控制仪表的性能特点及应用场合。实验二智能调节器的使用与特性测试一、实验目的1.掌握XMTF-A智能调节器的操作方法。2.加深理解XMTF-A调节器的控制参数设立、调节器的正/反作用方式设定以及手动/自动切换应注意的问题。3.掌握工业调节器的比例、比例积分和比例积分微分调节规律的控制作用特点。4.掌握工业调节器控制参数的实验测定方法。二、重要实验设备1.XMTF-A智能调节器。2.DDZ-Ⅲ恒流给定器，电流表，+24V直流电源。三、实验内容与规定1.按《XMTF-A智能调节器使用说明书》熟悉操作方法。2.提出接线方案并构建观测阶跃响应的实验系统。3.将调节器设立为纯P调节器、正作用方式且比例度=50﹪，在输入偏差阶跃扰动下（幅度控制在8﹪范围内），分别记录下输入偏差的阶跃扰动幅度和极性以及输出响应曲线。4.将调节器设立为PI调节器、正作用方式且比例度=50﹪、积分时间TI=8秒，在输入偏差阶跃扰动下（幅度控制在8﹪范围内），分别记录下输入偏差的阶跃扰动幅度和极性以及调节器的输出响应曲线。5.将调节器设立为PID调节器、正作用方式且比例度=50﹪、积分时间TI=8秒、微分时间TD=2秒，在输入偏差阶跃扰动下（幅度控制在8﹪范围内），分别记录下输入偏差的阶跃扰动幅度和极性以及控制参数、TI和TD的设立值以及调节器的输出响应曲线。四、实验报告1.画出可以观测阶跃响应的实验系统接线图。2.按实验环节3的实验结果，计算出调节器比例度的实际值，并与设立值进行比较。3.按实验环节4的实验结果，计算出调节器比例度和积分时间TI的实际值，并与设立值进行比较。3.按实验环节5的实验结果，计算出调节器比例度、积分时间TI和微分时间TD的实际值，并与设立值进行比较。实验三电动执行机构的使用与特性测试一、实验目的1.加深理解电动执行器组成、气开/气关型式和性能特点。2.掌握伺服放大器的组成原理、使用与特性测试方法。3.掌握执行器的组成原理、使用与特性测试方法。4.掌握电动执行机构的整机特性测试方法。二、重要实验设备1.DDZ-Ⅲ型执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器。2.DDZ-Ⅲ恒流给定器，mA电流表，指示灯，按钮开关，接插连接器等。3.20直通单座调节阀。4.24V直流电源。三、实验内容与规定1.阅读《ZJK-210C执行器使用说明书》和《ZPE-2023QⅢ伺服放大器使用说明书》，熟悉使用方法。2.提出接线方案并构建测试ZPE-2023QⅢ伺服放大器特性的实验系统，当伺服放大器的输入偏差分别为IiIF、IiIF和IiIF时，测试伺服放大器的正行程和反行程输出端状态。3.提出接线方案并构建测试ZJK-210C执行器特性的实验系统，分别测试执行器角行程的增减控制和位置发送器的特性（IF随输出角行程变化关系）。4.提出接线方案并构建由ZJK-210C执行器和ZPE-2023QⅢ伺服放大器组成的位置负反馈实验系统，测试电动执行机构的输出角行程随输入给定电流Ii的变化关系。四、实验报告1.画出测试ZPE-2023QⅢ伺服放大器特性的实验系统接线图，给出伺服放大器在输入偏差分别为IiIF、IiIF和IiIF时的实验结果。2.画出测试ZJK-210C执行器特性的实验系统接线图，根据执行器IF随输出角行程变化关系的实验结果，给出执行器的位置发送器特性（表格或特性曲线）。3.画出由ZJK-210C执行器和ZPE-2023QⅢ伺服放大器构成的位置负反馈实验系统接线图，根据电动执行机构输出角行程随输入给定电流Ii变化关系的实验结果，给出电动执行机构的整机特性（表格或特性曲线）。实验四温度变送器的使用与特性校验一、实验目的1.认知实验室中的各种自动化仪表。2.加深理解实验室中的变送器和执行器的构成原理。3.基本掌握实验室中的变送器、控制器及执行器的性能特点。4.初步了解实验室中的各种变送器、控制器及执行器的合理选型、对的安装与使用方法。二、重要实验设备1.DBW-5500A温度变送器。2.DDZ-Ⅲ恒流给定器（在1.0电阻上产生毫伏信号），mA电流表。3.100电阻、200多圈电位器，冷端补偿电阻1套。3.24V直流稳压电源。三、实验内容与规定1.阅读《DBW-5500A温度变送器使用说明书》，熟悉使用方法。2.提出接线方案并构建一个配接K分度号热电偶（由恒流给定器产生的毫伏信号代替）的实验系统，通过量程调整、零点调整和零点迁移实现温度变送器的特性如下：温度变送器输入毫伏信号（mV）：56789温度变送器标准输出电流(mA)：48121620温度变送器实际输出电流(mA)：3.提出接线方案并构建一个配接Pt100分度号热电阻（由100电阻和200多圈电位器代替）的实验系统，通过量程调整、零点调整和零点迁移实现温度变送器的特性如下：温度变送器输入电阻（）：100145190235280温度变送器标准输出电流(mA)：48121620温度变送器实际输出电流(mA)：四、实验报告1.画出等效于配接K分度号热电偶的温度变送器实验系统接线图，列出温度变送器的特性实测值，计算出变送器精度。2.画出等效于配接Pt100分度号热电阻的温度变送器实验系统接线图，列出温度变送器的特性实测值，计算出变送器精度。实验五JX-300X构成原理与SCNet网络组态一、实验目的1.熟悉SUPCONJX-300X集散型控制系统的构成原理、控制系统规模与特点。2.理解掌握JX-300X控制站的微观结构及控制站中各卡件的功能与作用。3.初步熟悉JX-300X的操作站组态软件的主画面与功能菜单。4.掌握JX-300X的过程控制网络SCNet组态方法。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容与规定1.阅读《JX-300X系统说明书》第一章至第五章内容。2.SUPCONJX-300X集散型控制系统的构成原理、控制系统规模与特点。3.DCS实验教学系统中JX-300X的过程控制网络SCNet的特性（拓扑结构、 传输方式、通信控制、通信速率、节点容量、通信介质及通信距离）。4.DCS实验教学系统中JX-300X控制站的配置（机笼及其卡件配置）。5.DCS实验教学系统中JX-300X控制站中各机笼槽位上的卡件型号及其各通道所连接的仪表（重要是输入通道连接的变送器和输出通道连接的执行器）。6.初步熟悉JX-300X组态软件的组态功能。7.JX-300X的过程控制网络SCNet组态方法过程控制网络SCNet组态通过总体信息组态完毕的，总体信息组态涉及主机设立、编译、组态下载和组态传送四个功能。DCS实验教学系统的过程控制网络SCNet通信节点有：30个代用操作站1个工程操作站1个工程师站1个JX-300X控制站（1）主机设立当启动组态软件后，选中[总体信息]/<主机设立>，打开主机设立窗口。选择主控制卡选项卡，对主控制卡（即控制站）进行组态：1）类型——为采集站、控制站和逻辑站2）注释栏——写入主控制卡的文字说明3）运算周期——必须为0.1秒的整数倍，一般建议采用默认值0.5秒4）冗余——点击冗余单元栏前复选框5）网络使用——显示网络是否处在冗余状态6）IP地址——地址值统一为128.128.1.2～128.128.1.32之间7）型号——从下拉列表中选定当前组态主控制卡的类型SP2438）通讯——可选只有UDP协议一种选择操作站选项卡，进入操作主机的组态，对的填写：1）类型——操作主机类型分为工程师站、数据站和操作站2）注释——注释栏内写入操作主机的文字说明3）IP地址——地址值统一在128.128.1.129～128.128.1.160之间4）开放文献夹——在操作站上开放一个文献夹，以便将工程师站中的组态内容直接存放入该文献夹，避免了间接拷贝的繁琐5）计算机名——显示开放文献夹所属计算机名注意：1）操作主机、主控制卡及冗余单元的地址统一编排，互相不可反复2）设立冗余单元规定一方面在偶数地址上设立主控制卡，然后在相邻的奇数地址上设立冗余单元。例如：0号地址设为主控制卡，1号地址设为冗余单元（2）编译（选做）（3）组态下载（选做）（4）组态传送（选做）四、实验报告1.阐述SUPCONJX-300X集散型控制系统的控制系统规模与特点。2.给出JX-300X过程控制网络SCNet的性能指标(通信速率、节点容量等)。3.给出JX-300X过程控制网络SCNet上的各节点设备组态项目及填写内容。4.简述JX-300X控制站配置的重要卡件及其功能。实验六JX-300X系统I/O组态一、实验目的1.进一步熟悉SUPCONJX-300X集散型控制系统的构成原理。2.熟悉并掌握SUPCONJX-300X集散型控制系统的组态软件使用。3.按照JX-300X系统控制站的自上而下组态流程规定和实验室控制站的实际接线限定，完毕DCS实验教学系统的系统单元登录组态、数据转发卡登录组态、I/O卡件登录组态、信号点组态、信号点参数设立组态。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容与规定1.阅读《JX-300X系统说明书》第六章控制站组态。2.组态生成JX-300X的过程控制网络SCNet。3.控制站的机笼配置组态。4.控制站机笼中的卡件配置组态。5.按照控制站机笼母板上各卡件端子已硬连线接入的仪表，完毕机笼中的各槽位插入卡件的信号点组态。6.按照各卡件端子所接仪表的技术参数与规定完毕卡件的信号点参数设立组态。7.组态环节启动组态软件后，选中[控制站]/<I/O组态>，启动系统的I/O组态环境。系统I/O组态分层进行，从挂接在主控制卡上的数据转发卡组态开始，然后I/O卡件组态、信号点组态，最后为信号点设立组态（涉及模入AI、模出AO、开入DI、开出DO、脉冲量输入PI、位置信号输入PAT、SOE输入组态），共四层。DCS实验教学系统实际配置2个机笼。（1）数据转发卡组态选中[控制站]/<I/O组态>菜单项后，I/O输入窗口被打开，选择数据转发卡选项卡，按DCS实验教学系统实际配置填写如下组态项目：1)主控卡 此项下拉列表列出主机设立组态中登录的所有主控制卡，从中选择当前主控制卡。数据转发卡窗口中列出的数据转发卡都将挂接在该主控制卡上。2)注释 此栏内写入当前组态数据转发卡的文字说明，可用汉字，字长不超过10个中文字符。3) 冗余 选中此栏则将当前组态的数据转发卡设为冗余单元。设立冗余单元的方法及注意事项同主控制卡。4)地址 数据转发卡在挂接的主控制卡上数据转发卡的组态地址应与数据转发卡硬件上的跳线地址匹配，并且5)型号 从下拉列表中选定当前组态数据转发卡的类型。此栏有二种型号即SP231、SP233可供用户选择。（2）I/O卡件登录在打开的I/O输入窗口，选择I/O卡件选项卡，按DCS实验教学系统的每个机笼实际插卡填写如下组态项目：1)注释 注释栏内写入对当前I/O卡件的文字说明，字长不超过10个中文字符。2)冗余 将当前选定的I/O卡件设为冗余单元。设立冗余单元的方法及注意事项同主控制卡。3)地址 定义当前I/O卡件在挂接的数据转发卡上的地址，地址0～15。I/O卡件的组态地址应与它在控制站机笼中的排列编号相匹配，并且地址编号不可反复。4)型号 从下拉列表中选定当前组态I/O卡件的类型。JX-300系统提供多种I/O卡件以供用户选择，卡件及类型（参见《JX-300X系统说明书》第六章控制站组态）。（3）信号点组态在打开的I/O输入窗口，选择I/O点选项卡，按DCS实验教学系统各个信号点所接仪表填写如下组态项目：1)类型 此项选定当前信号点信号的输入/输出类型，类型涉及：模拟信号输入AI、模拟信号输出AO、开关信号输入DI、开关信号输出DO、脉冲信号输入PI、位置输入信号PAT、事件顺序输入SOE等七种类型。2)地址 指定在I/O卡件上I/O卡件的接口注释 注释栏内写入对当前I/O点的文字说明，字长不超过10个中文字符。4)位号 当前信号点在系统中的位号。每个信号点在系统中的位号应是唯一的，不能反复，位号只能以字母开头，不能使用汉字，且字长不得超过10个英文字符。5)设立 选中该栏的设立按钮，系统将根据该信号点所设的信号类型，进入与之匹配的信号点参数设立组态窗口。（4）信号点参数设立组态分为模拟量输入信号点组态、模拟量输出信号点组态、开关量输入信号点组态、开关量输出信号点组态、脉冲量输入信号点组态、PAT信号点组态等六种不同的组态窗口。点击I/O点组态窗口中的设立按钮，组态软件将根据I/O点的类型决定进入哪个窗口进行组态。1)模拟量输入信号点设立组态按DCS实验教学系统中各输入信号点所接检测仪表填写如下组态项目：位号 此项自动填入当前信号点在系统中的位号。此框消隐不可改。注释 此框消隐不可改。信号类型 上/下限及单位这几项分别用于设定信号点的量程最大值、最小值及其单位。工程单位列表中列出了一些常用的工程单位供用户选择，同时也允许用户定义自己的工程单位。温度补偿（选做）当信号点所取信号需温度补偿时，选中温度补偿复选框，将打开后面的温度位号和设计温度二项，点中温度位号项后面的按钮，此时会弹出位号选择对话框（如图6.1.4.1-2）从中选中补偿所需温度信号的位号，位号也可直接填入，但需说明的是所填位号必须已经存在。在设计温度项中填入设计的标准温度值。压力补偿（选做）当信号点所取信号需进行压力补偿时，选中压力补偿复选框，将打开后面的压力位号和设计压力二项，压力位号的设立与温度补偿中温度位号设立同样，在此不再说明。在设计压力项中填入设计的标准压力值。滤波当信号点所取信号需滤波时，选中滤波复选框，在滤波常数项内可填入滤波常数，单位为‘秒’。JX-300系统提供一阶惯性滤波。开方（选做）当信号点所取信号需开方解决时，选中开方复选框，在小信号滤波项中填入小信号切除区的百分量。累积（选做）当信号点所取信号是累积量时，选中累积复选框，在时间系数项、单位系数项中填入相应系数，计算方法见后；在单位项中填入所需累积单位，软件提供部分常用单位，用户亦可定义自己的单位。 报警（选做）当信号需加报警时，选中报警复选框，打开其后的高一级/低一级、高二级/低二级、高三级/低三级、报警死区和报警等级八项。在高一级/低一级、高二级/低二级、高三级/低三级各项中填入适当报警限值，各项数值应高三级>高二级>高一级>低一级>低二级>低三级，且应在信号量程内。报警死区项中填入死区的大小。报警等级项中填入该信号的报警优先级。等级值越小报警等级越高。2)模拟量输出信号点设立模拟输出信号输出的是一个控制阀位（即阀门开关）的百分量信号，按DCS实验教学系统中各输出信号点所接执行仪表填写如下组态项目：位号 此项自动填入当前信号点在系统中的位号。此框消隐不可改。注释 此项自动此框消隐不可改。信号制 阀特性 报警 当信号需加报警时，选中报警复选框，打开其后的高一值/低一值、高二值/低二值、报警死区和报警级别六项。在高一值/低一值、高二值/低二值各项中填入适当报警限值，各项数值当然应有高二值＞高一值＞低一值＞低二值，且在信号量程内。报警死区项中填入死区的大小。报警级别项中填入该信号的报警优先级。3)开关量输入/输出信号点设立(选做)4)脉冲量输入信号点设立(选做)5)位置输入信号点设立(选做)四、实验报告1.给出JX-300X过程控制网络中的控制站组态填写项及填写内容。2.给出JX-300X控制站中各机笼槽位上所插入的I/O卡件型号及其各通道所连接仪表的位号。3.按卡件类型列写机笼中信号点组态的填写项及填写内容。4.按卡件类型列写各信号点参数设立组态的填写项及填写内容。实验七JX-300X系统操作组态一、实验目的1.熟悉SUPCONJX-300X系统的操作组态规定；掌握操作组态中的操作组设定原则。2.一般掌握标准画面组态、控制流程图登录、报表登录、自定义键组态和语音报警组态的方法与意义。3.重点掌握标准画面组态中的实时趋势画面组态和控制分组画面组态的组态规定。4.初步掌握组态文献的编译与修改。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容与规定1.阅读《JX-300X系统说明书》第七章操作站组态。2.操作组态中的操作组设定。3.针对DCS实验教学系统的I/O仪表及被控对象配置，合理设计标准画面中的实时趋势画面并完毕实时趋势画面组态。4.针对DCS实验教学系统的I/O仪表及被控对象配置，合理设计标准画面中的控制分组画面并完毕控制分组画面组态。5.完毕DCS实验教学系统的流程图画面文献组态。6.组态文献的编译与修改。7.实验环节（1）标准画面设计系统的标准画面组态是指对系统已定义格式的标准操作画面进行组态，涉及总貌画面、趋势曲线、控制分组、数据一览等四种操作画面的组态。根据DCS实验教学系统仪表配置与实验操作规定，合理编排各种组态画面的每一页。（2）组态=1\*GB3①启动组态软件后，选中[操作站]/<操作小组设立>，打开操作小组设立窗口。1)序号填入操作小组设立时的序号，此项的设立有助于“整理”功能的实现。2)名称为各操作小组的名字。3)登录等级从下拉列表框中为操作小组选择登录等级，JX-300系统提供不修改、操作员、工程师=2\*GB3②选中[操作站]/<总貌画面>，打开总貌画面窗口（选做）。=3\*GB3③选中[操作站]/<趋势曲线>，打开趋势曲线窗口。1)页码选定进行组态的趋势曲线画面页。JX-300系统提供的画面多达640页。2) 页标题 3)操作小组指定趋势曲线画面的当前页可在哪个操作小组中显示。4)记录周期指定当前页中所有趋势曲线共同的记录周期，单位为‘秒’。同一画面中的趋势曲线记录周期相同，必须为整数秒，取值范围是1～3600。5)记录长度指定当前页中所有趋势曲线共同的记录点数。指定趋势画面中的趋势曲线必须有相同的记录点数，取值范围1920～2592023。6)趋势曲线组每页趋势画面至多包含八条趋势曲线，每条曲线通过位号来引用。一旁的按钮提供位号查询的功能。=4\*GB3④选中[操作站]/<控制分组>，打开控制分组窗口。1)页码选定对哪一页仪表分组画面进行组态。JX-300系统提供多达320页的仪表分组画面。2)页标题 3)操作小组指定当前仪表分组画面页可在哪个操作小组的操作画面中显示。4)仪表组每页仪表分组画面至多包含八个仪表，每个仪表通过位号来引用。一旁的按钮提供位号查询的功能。=5\*GB3⑤选中[操作站]/<数据一览>，打开数据一览窗口。1)页码选定对哪一页数据一览画面进行组态，JX-300系统提供的画面多达160页。2)页标题显示指定页的标题，即该页内容的说明，可使用汉字，字符数不超过20个。3)操作小组指定当前数据画面页的当前页可在哪个操作小组中显示。4)显示块每数据画面页包含8×4个显示块。在显示块中填入引用位号，一旁的按钮提供位号查询服务。在实时监控中，通过引用位号引入相应参数的测量值。=6\*GB3⑥选中[操作站]/<流程图>，进入系统流程图组态窗口。1)页码选定对哪一页流程图进行组态，每一页包含一个流程图文献。JX-300系统至多提供160页的流程图页面。2)页标题3)操作小组指定当前页的流程图画面可在哪个操作小组中显示。4)文献名选定欲登录的流程图文献。流程图文献必须以“.SCG”为扩展名，每个文献包含一幅流程图。流程图文献名可通过后边的按钮选择。按编辑按钮，将启动流程图制作软件，对当前选定的流程图文献进行编辑组态(具体资料参见《流程图制作手册》)。=7\*GB3⑦选中[操作站]/<报表>菜单项，进入报表组态窗口（选做）。=8\*GB3⑧选中[操作站]/<自定义键>菜单项，进入自定义键组态窗口（选做）。=9\*GB3⑨选中[操作站]/<自定义键>菜单项，进入自定义键组态窗口（选做）。=10\*GB3⑩选中[操作站]/<语音报警>，进入语音报警组态窗口（选做）。（3）组态文献的编译与修改用户定义的组态文献必须通过系统编译，才干传递给实时监控软件下载执行。选中[总体信息]\<编译>对系统组态信息、流程图、SCX自定义语言及报表信息等一系列组态信息文献的编译。编译的情况（如编译过程中发现有犯错信息）显示在右下方操作区中。根据犯错信息列表提醒修改错误。四、实验报告1.简述操作组态中的操作组设定原则。2.简述各种标准画面的作用和允许最大组态页面数。3.简述在标准画面组态中，实时趋势画面组态的填写项及填写内容。4.简述在标准画面组态中，控制分组画面组态的填写项及填写内容。5.给出实时趋势画面和控制分组画面设计结果（画面分页及其显示内容）。实验八JX-300X系统控制组态一、实验目的1.掌握DCS实验教学系统的各被控对象及其配置的测量仪表和执行仪表。2.掌握组态各种常规控制方案的信号点相应关系。3.进一步熟悉DCS实验教学系统的控制站I/O组态和操作站组态。4.熟悉JX-300X监控软件使用。5.纯熟掌握组态文献的编译与修改。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容与规定1.阅读《JX-300X系统说明书》第六章控制站组态。2.拟定常规控制方案组态的信号点相应关系。3.组态生成电加热炉热电流手操控制系统。4.组态DCS手操控制系统的实时趋势画面和控制分组画面。5.组态文献的编译与修改，对的无误后下载控制站。6.进入JX-300X监控状态，检查电加热炉的加热电流手操控制。7.实验环节（1）检查系统I/O组态对的无误（2）常规控制方案组态控制方案组态分为常规控制方案组态和用户自定义控制方案组态。在组态软件的主菜单中，选中[控制组态]/<常规控制方案>，即可启动系统的常规控制方案组态环境；选中[控制组态]/<自定义控制方案>菜单项，即可启动系统的用户自定义控制方案组态。在常规控制方案组态窗口中进行：1)主控制卡 列出所有已组态登录的主控制卡，用户必须为当前组态的控制回路指定主控制卡，对该控制回路的运算和管理由所指定的主控制卡负责。2)注释 此项填写当前控制方案的文字描述，可用汉字，字符数不超过20个。3)控制方案 列出了JX-300系统支持的 8种常用的典型控制方案，用户可根据自己的需要选择适当的控制方案。4)输出参数 此功能组用于拟定所组控制方案的输出方法，共包含四项。当控制输出需要分程输出时，关闭不分程选项，并在分程点输入框中填入适当的百分数（40%时填写40）；输出位号1填写回路输出<分程点时的输出位号，输出位号2填写回路输出>分程点时的输出位号。假如不加分程控制，则只需填写输出位号1项，位号可通过一旁的按钮，进入位号查询表查询选定。5)回路1/回路2回路1/回路2功能组用以对控制方案的各回路进行组态（回路1为外环，回路2为内环）。回路位号项填入该回路的位号；回路描述项填入该回路的说明描述，字符数不大于10个中文字符；输入位号项填入相应输入信号的位号，位号也可通过按钮查询选定。JX-300系统支持的控制方案中，最多包含两个回路。假如控制方案中仅一个回路，则只需填写回路1功能组。6)跟踪为了实现从手动到自动的无扰动切换，跟踪位号项填入该回路的手操器位号，使系统在手动状态运营时，前一采样时刻的控制量跟踪手动控制量。7)其它位号用于填入对该回路产生大干扰的变量位号，实现前馈控制方案。（3）完毕手操器控制方案组态及相应的控制分组组态。（4）组态文献的编译与修改。（5）将编译无误的组态文献下载至控制站。（6）熟悉实时监控画面。（7）通过手操控制加热炉，记录手操阀位与加热电流值相应关系。四、实验报告1.列出各台电加热炉的信号点相应关系（被控量和控制量相应的信号点位号）。2.画出组态的手操控制系统框图。3.列出电加热炉热电流手操控制的组态填写项及其填写内容。4.给出手操阀位的加热电流值控制结果：手操输出阀位MV/20406080电加热炉电流PV/A实验九过程对象实验建模研究一、实验目的1.加深对建模实验方法的理解；掌握在建模实验方法、环节以及注意事项；施加扰动信号的选取规定。2.组态生成一个温度过程（或电压、电流）的实验建模系统。3.掌握按扰动响应曲线拟定过程模型结构和参数的方法。4.进一步熟悉JX-300X监控软件使用。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容规定与环节1.合理设计扰动信号及其幅度。2.组态生成一个电加热炉的温度过程（或电压、电流）实验建模系统（通过手操器实现）。3.组态实验建模系统的实时趋势画面和控制分组画面。4.组态文献的编译与修改，对的无误后下载控制站。5.进入JX-300X监控状态，等待电加热炉的炉温（或电压、电流）稳定后，按选定的扰动信号及其幅度手操施加扰动，直至电加热炉的炉温（或电压、电流）重新稳定，记录下扰动响应曲线。6.通过施加正向和反向扰动检核对象是否存在非线性。四、实验报告1.画出组态的手操实验建模系统框图。2.简述电加热炉的炉温过程（或电压、电流）实验建模应注意事项。3.画出电加热炉的炉温过程（或电压、电流）实测阶跃响应曲线。4.根据阶跃响应曲线拟定过程模型结构并计算给出模型参数。实验十单回路控制系统的组态与工程整定一、实验目的1.进一步加深对单回路控制系统构成原理的理解。2.熟悉单回路控制系统组态，掌握系统投运的环节与规定。3.掌握执行器的气开/气关型式设定和控制器的正/反作用设定方法。4.掌握单回路控制系统的工程整定方法，积累整定单回路控制系统的工程经验。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容规定与环节1.设计并组态生成一个温度(或电流、电压)单回路控制系统及其相应的实时趋势画面和控制分组画面组态。2.组态文献的编译与修改，对的无误后下载控制站。3.进入JX-300X监控状态，根据Ⅲ型交流一体化调压模块的作用原理设定执行器的气开/气关型式，分析拟定控制器正/反作用方式。4.预置纯比例控制（衰减曲线法工程整定）的初值，替换系统的缺省值。5.手操控制加热炉的炉温至250C左右(或电流1A、电压150V)，待稳定后，将6.按衰减曲线法整定单回路控制系统，即修改控制参数，检查设定值扰动后的炉温(或电流)响应曲线，直至获得4:1衰减响应曲线，记录下振荡周期Tk和设定的比例度k。7.按选取的控制算法（P、PI、PID），根据Tk和k计算出控制器参数并置入。检查在设定值扰动下的系统控制品质。8.检查在模拟负载扰动下（选做炉温控制方案的限于时间可不做）的系统控制品质。四、实验报告1.画出温度(或电流、电压)单回路控制系统的组态结构图。2.简述控制器正/反作用方式的选取方法和系统投自动运营注意事项。3.给出衰减曲线法整定结果（Tk、k、选取的控制算法及依据、控制器参数计算方法与计算结果）。104.给出整定后的设定值扰动和负载扰动响应曲线。10实验十一串级控制系统的组态与工程整定一、实验目的1.进一步加深对串级控制系统方案设计的理解，根据DCS实验教学系统的仪表配置合理选择主被控变量和副被控变量。2.熟悉串级控制系统组态方法。3.掌握串级控制系统的主、副回路投自动方法。4.掌握串级控制系统的工程整定方法，积累整定串级控制系统的工程经验。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容规定与环节1.设计并组态生成一个串级控制系统控制系统（可选温度-电流串级控制或温度-电压串级控制，但从易于施加模拟负荷扰动实验考虑，建议选前者）及其相应的实时趋势画面和控制分组画面。2.组态文献的编译与修改，对的无误后下载控制站。3.进入JX-300X监控状态，分析拟定并分别设立主控制器和副控制器的正/反作用方式、拟定副控制器的控制算法及控制参数（可按经验或先前实验的整定结果）。4.手操控制电加热炉的炉温至250C左右，待稳定后，按先投副回路后投主回路5.选取主回路控制算法（P、PI、PID），根据已知温度对象模型，按响应曲线法整定主回路。6.施加设定值扰动，检查整定后的主回路控制品质。7.施加模拟负荷扰动，检查整定后的主回路控制品质（限于时间可选做）。四、实验报告1.画出串级控制系统的组态结构图。2.简述主、副控制器的正/反作用方式选取方法和系统投自动运营注意事项。3.给出副回路的控制器参数设定值。4.给出响应曲线法整定主回路的控制器参数计算公式与整定计算结果。5.给出整定后的设定值扰动响应曲线。实验十二前馈-反馈控制系统的组态与工程整定一、实验目的1.进一步加深对前馈-反馈控制系统方案设计的理解。2.根据DCS实验教学系统的仪表配置，可以合理选择被控变量和前馈变量。3.熟悉前馈-反馈控制系统的组态方法。4.掌握前馈-反馈控制系统的投运方法。4.掌握前馈控制器的工程整定方法。二、实验设备1.JX-300X集散控制系统。2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2023QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块（15A），Ⅲ型变频调速水泵。三、实验内容规定与环节1.设计并组态生成一个前馈-反馈控制系统（可选电流前馈-温度反馈控制或电压前馈-温度反馈控制，但从易于施加模拟负荷扰动实验考虑，建议选前者）及其相应的实时趋势画面和控制分组画面。2.组态文献的编译与修改，对的无误后下载控制站。3.进入JX-300X监控状态，分别设立反馈控制器和前馈控制器的正/反作用方式、反馈控制器的控制算法及控制参数（按经验或先前实验的整定结果）。4.手操控制电加热炉的炉温至250C5.根据已知通道模型整定前馈控制器的Kd。6.施加模拟负荷扰动，检查整定后的前馈-反馈控制系统的控制品质。四、实验报告1.画出前馈-反馈控制系统的组态结构图。2.简述反馈控制器和前馈控制器的正/反作用方式选取方法和系统投自动运营注意事项。3.简述整定前馈控制器Kd的方法，给出整定Kd计算公式与计算结果，阐述对于模拟负荷扰动不需要动态前馈补偿的因素。4.给出整定后的负荷扰动响应曲线。5.仅就克制大干扰来说，阐述前馈-反馈控制系统和串级控制系统的异同点。实验十三比值控制控制系统的组态与工程整定一、实验目的1.了解单