实验三 液位、流量测试与控制实验

实验三液位、流量测试与控制实验一实验简介通过液位、流量测试与控制实验，使材料成型与控制工程专业的本科生对材料加工过程中的物理量——流量、液位等的检测与控制方法、原理和硬件组成有比较深刻的了解。熟悉各种工业传感器、控制器的使用方法和原理。了解工业控制器的PID特性。二实验原理图1.1A3000高级过程控制试验系统A3000高级过程控制试验系统，可以设计上百个实验，本实验课只开展4组实验，两组为必做实验，两组为选作实验。有兴趣的同学还可以自己进行实验设计。1流量、调节阀PID单回路检测与控制实验实验原理如图1.2所示大储水箱大储水箱下水箱水泵2涡轮流量计电动调节阀出水口图1.2流量、调节阀PID单回路检测与控制实验示意图PLC输出一个开关量控制水泵2的通断。当水泵2导通时，把水从大储水箱吸到下水箱中。涡轮流量计根据管路中水流量的大小，向PLC输入模拟量信号（4~20mA）。PLC根据事先编好的程序，向电动调节阀输出相应的模拟量信号，根据模拟量信号的变化，改变管路的开度，从而起到改变管路中水流量的作用。使下水箱的进水与出水达到动态平衡。2单容下水箱液位、调节阀PID单回路检测与控制实验实验原理如图1.3所示出水口出水口图1.3单容下水箱液位、调节阀PID单回路检测与控制实验示意图实验原理与实验1基本相同，也是一组模拟量输出、一组模拟量输入。3单容下水箱液位、变频器PID单回路检测与控制实验（选作实验）实验原理如图1.4所示出水口出水口大储水箱水泵1变频器液位传感器下水箱PLCPLC图1.4单容下水箱液位、变频器PID单回路检测与控制实验示意图PLC输出一个开关量控制变频器的通断。当变频器导通时，通过水泵1把水从大储水箱吸到下水箱中。根据液位的高低，液位传感器向PLC输入模拟量信号（4~20mA）。PLC根据事先编好的程序，向变频器输出相应的模拟量信号，根据模拟量信号的变化，变频器的输出频率变化，电机的转速V=2*60f/p，（其中f为频率，p为电机的级数）发生变化。使下水箱的进水与出水达到动态平衡。4流量、变频器PID单回路检测与控制实验（选做实验）实验原理如图1.5所示大储水箱大储水箱下水箱水泵1变频器涡轮流量计出水口图1.5流量、变频器PID单回路检测与控制实验示意图实验原理与实验3基本相同，也是一组模拟量输出、一组模拟量输入。三实验步骤及操作方法1流量、调节阀PID单回路检测与控制实验双击桌面上的，待软件打开后，直接单击，再单击“进入系统”选项，选择“流量调节阀控制”选项。进入检测控制界面。将手阀QV-102，QV-107完全打开，闸板QV-116、QV-117、QV-118完全开启，其余阀门关闭。下水箱容器只是作为水介质流通回路的一个部分。（注：各手阀、传感器的代号见《A3000实验操作指南》）在控制系统面板上，把IO面板的FT-102流量计信号端子通过实验连接线连到AI0端，面板上的FV-101调节阀控制端连接到控制器AO0端，2#水泵连接到DO3。（连线如图3.1）图3.1实验1连线图打开单项总电源，“水泵2#”旋钮打到“自动”。其余全部关闭。在检测控制界面上，黄色曲线为设定值（sp设置），设定为30（管道流量的30%）。红色曲线为流量传感器的测量值，蓝色曲线为电动调节阀的开度。选择“自动”按钮，再单击“水泵2启动”按钮。待红色曲线与黄色曲线基本重合后，设置P、I值。先设定P，再设定I。待两条曲线重合度最好且红色曲线没有尖点后，按键盘上的“PrintScreen”键，打开windows自带的画图板，点击“编辑”、“粘贴”。保存图片后，上传到FTP。将“水泵2#”旋钮打到关闭，控制面板连线清除。2单容下水箱液位、调节阀PID单回路检测与控制实验1、单击“返回”按钮，“单容液位调节阀控制”选项。进入检测控制界面。2、打开手阀QV102、QV107，调节下水箱闸板QV116、QV-117、QV-118开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。在控制面板上，将IO面板的下水箱液位输出连接到AI0，IO面板的电动调节阀控制端连到AO0，2#水泵连接到DO3。（连线如图3.2所示）图3.2实验2连线图打开单项总电源，“水泵2#”旋钮打到“自动”。其余全部关闭。在检测控制界面上，黄色曲线为设定值（sp设置），设定为30（下水箱容量的30%）。红色曲线为液位传感器的测量值，蓝色曲线为电动调节阀的开度。选择“自动”按钮，再单击“水泵2启动”按钮。待红色曲线与黄色曲线基本重合后，设置P、I值。待两条曲线重合度最好且红色曲线没有尖点后，按键盘上的“PrintScreen”键，打开windows自带的画图板，点击“编辑”、“粘贴”。保存图片后，上传到FTP。3单容下水箱液位、变频器PID单回路检测与控制实验（选作实验）1、单击“返回”按钮，选择“单容液位变频器控制”选项。进入检测控制界面。2、打开手阀QV-115、QV-106，调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。3、在控制系统面板上，将液位变送器LT-103输出连接到AI0，AO0输出连到变频器U-101控制端上，变频器启动连接到DO2。（连线如图3.3所示）图3.3实验3连线图4、打开设备电源。包括单项电源、变频器电源。将变频器启动旋钮打到“自动”。5、在检测控制界面上，黄色曲线为设定值（sp设置），设定为30（下水箱容量的30%）。红色曲线为液位传感器的测量值，蓝色曲线为变频器输出频率的百分比。选择“自动”按钮，再单击“变频器启动”按钮。待红色曲线与黄色曲线基本重合后，设置P、I值。先设定P，再设定I。8、待两条曲线重合度最好且红色曲线没有尖点后，按键盘上的“PrintScreen”键，打开windows自带的画图板，点击“编辑”、“粘贴”。保存图片后，上传到FTP。4流量、变频器PID单回路检测与控制实验（选做实验）单击“返回”按钮，“流量变频器控制”按钮。进入检测控制界面。将手阀QV-115，QV-106完全打开，下水箱容器只是作为水介质流通回路的一个部分。将IO面板上的支路1流量计（FT-101）端子通过实验连接线连到控制器输入端AI0，IO面板的变频器控制端连到AO0，变频器启动连接到DO2。（连线如图3.4所示）图3.4实验4连线图打开设备电源。包括单项电源、变频器电源。将变频器启动旋钮打到“自动”。其余全部关闭。在检测控制界面上，黄色曲线为设定值（sp设置），设定为30（下水箱容量的30%）。红色曲线为流量传感器的测量值，蓝色曲线为变频器输出频率的百分比。选择“自动”按钮，再单击“变频器启动”按钮。待红色曲线与黄色曲线基本重合后，设置P、I值。待两条曲线重合度最好且