自动化过程控制实验指导书

一、过程控制仪表认识实验

一、实验目的

1、熟悉装置的具体结构、明确各部件的作用。

2、掌握常用传感器的工作原理及使用方法。

二、实验内容

1、水箱

本装置包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱，上、中、下三个水箱都有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽和溢流槽。实验时，水流首先进入缓冲槽（可减小水流对工作槽的冲击），当缓冲槽中注满水时，水流便溢出到工作槽。

整个装置的管道都采用铝塑管，以防止阀门生锈。

打开储水箱后的小球阀可排出水箱中的水，另外还可排出空气，以防抽不上水。

2、微型锅炉、纯滞后系统、热电阻

本装置采用锅炉进行温度实验，锅炉用不锈钢材料制作，共有四层，从内向外依次是加热层、冷却层、溢流层和纯滞后管道层（盘管长达20米）。

热电阻为Pt100，三线制工作。

温度变送器内部已有内置电源，不能再接外加电源。

系统用2Kw的加热丝进行加热，并采用可控硅移相触发模块（移相触发角与输入电流成正比），本模块输入为4—20mA的标准电流，输出为380V的交流电。

3、液位传感器

本装置采用扩散硅压力变送器（不锈钢隔离膜片），标准二线制进行传输，因此工作时需要串接24V电源。

压力变送器通电15分钟后，方可调整零点和量程。使用的原则是：没通电，不加压；先卸压，再断电。

零点调整：在水箱液位为零时，调整输出电流表的读数为4mA。

满量程调整：在水箱加满水时，调整输出电流表的读数为20mA。

调整的原则是：先调零点，再调满量程，要反复多次调整（满量程调整后会影响零点）。

4、电动调节阀

采用德国PS公司生产的PSL 202型智能电动调节阀。调节阀由220V50HZ电源供电。工作环境温度为-20—70摄氏度，输入信号为4—20mA的控制信号，输出信号为4—20mA 的阀位信号。

5、变频器

采用日本三菱FR-S520变频器，内控为0—50HZ，外控为4—20mA，可通过控制屏上的双掷开关进行切换。

内控：上电时，EXT灯先亮，开关打到内控，Run灯亮，开始内控变频控制水泵。

外控：开关打到外控，按PU/EXT键，使EXT灯亮，按Run运行，按Stop停运。

内外控切换时，要注意按键和开关配合使用。

6、水泵

采用丹麦格兰富水泵，扬程高达10米，噪音很低。

7、流量计

流量计由流量传感器和转换器组成。

采用LDS-10S型电磁流量传感器，其流量为0—0.3立方米/秒，压力为1.6Mpa，4—20mA 标准输出，可与显示、记录仪表、积算器配套，避免了涡轮流量计非线性与死区大的缺点。

转换器采用LDZ-4型电磁流量转换器。

它为内置电源。

8、调节器

采用上海万迅公司的AI全通用人工智能调节器。708型为模糊控制器，818型为PID 控制器。

输入为1、2端子，输入为1—5V。

输出为7、8端子，输出为4—20mA。

主要功能是：接受反馈信号Vi，与给定Vs进行比较，得到偏差，并对偏差进行PID连续运算，通过改变PID参数，可改变控制作用。

内部参数的含义及其调整：

HIAL：上限报警

LoAL：下限报警

dHAL：正偏差报警

dLAL：负偏差报警

dF：回差（死区、滞环）

例：在加热控制中，仪表采用反作用调节，在采用位式调节或自整定时，假定给定值是700摄氏度，dF参数设置为0.5摄氏度。当输出为接通状态时，温度大于700.5摄氏度时要关断。当输出为关断状态时，温度低于699.5摄氏度时要接通。

Ctrl：控制方式

当Ctrl=3表示：当整定结束后，仪表自动进入该设置，该设置下不允许从面板启动自整定参数功能。以防止误操作重复启动自整定。

M5：保持参数

M5定义为输出值变化5%时，控制对象基本稳定后测量值的差值。5表示输出值变化量为5%。同一系统的该参数一般会随测量值有所变化，应取工作点附近为准。

以电炉的温度控制为例，工作点为700摄氏度，假定输出保持为50%时，电炉温度最后稳定在700摄氏度，而55%输出时，电炉温度最后稳定在750摄氏度左右，则M5的最佳数值为：750-700=50

该参数值主要决定调节算法中积分作用，值越小，系统积分作用越强。

P：速率参数

类似于PID调节中的P，值越大，比例微分作用越强。

t：滞后时间

Ctl：输出周期

值在0.5—125秒之间。它反映仪表运算调节的快慢。当大于或等于5秒时，则微分作用完全消除。

当采用SSR或可控硅作为输出执行器件，控制周期可取0.5—2秒左右。当采用继

电器开关输出时，一般要大于等于4秒。

当仪表输出为线性电流或位置比例输出（直接控制阀门电机正反转）时，值小可使调节器输出响应较快，提高控制精度，但太小可能导致输出电流变化频繁，使得执行器动作频繁。

Sn：输入规格

Sn=20：Cu50

Sn=21：Pt100

Sn=32：0.2—1.0V

Sn=33：1—5V

diP：小数点位置

diL：输入下限显示值

diH：输入上限显示值

Sc：主输入平移修正

该参数用于对输入进行平移修正。

例：假定输入信号保持不变，该值为10.0时，仪表测定温度为500.0摄氏度，则仪表的显示测定温度为510.0摄氏度。

仪表出厂时都进行了内部校正，该参数的数值应该设置为0。

oP1：输出方式

oP1=4：表示4—20mA线性电流输出。

oPL：输出下限

oPH：输出上限

ALP：报警输出定义

CF：系统功能选择

CF=2：仪表有上电/给定值修改免除报警功能。

CF=8：允许外部给定（仅适用于AI—818型）

Addr：通讯地址