计控四个实验

实验五、实验装置的基本操作与仪表调试一、实验目的

1）、了解本实验装置的结构与组成。

2）、掌握液位、压力传感器的使用方法。

3）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。

二、实验设备

1) TKGK-1型过程控制实验装置：

交流变频器GK-07-2

直流调速器GK-06

PID调节器GK-04

2)万用表

三、实验装置的结构框图

图1-1、液位、压力、流量控制系统的结构框图

四、实验内容

1、设备组装与检查：

1）、将GK-07-2、GK-06、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。

2）、检查挂件的电源开关是否关闭。

3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。

2、系统接线

1）、直流部分：将一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK06的控制电压“输入”；GK06的“电枢电压”和“励磁电压”输出端分别接GK01的直流他励电动机的“电枢电压”和“励磁电压”输入端。

2）、交流部分：将另一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”端接GK-07-2变频器的“2”与“5”接线端；将GK-07-2变频器的输出“A、B、C”接GK-01上三相异步电机的“A、B、C”输入端；将三相异步电机接成三角形，即“A”接“Z”、“B”接“X”、“C”接“Y”；GK-07-2 的“SD”接“STR”使电机正转打水，（若此时电机为反转则“SD”接“STF”）。

3、启动实验装置：

1）、将实验装置电源插头接到~220V市电电源。

2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。

3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，交流电压表指示220V。

4、仪表调整：（仪表的零位与增益调节）

在GK-02装置结构展示屏的左侧，有五组传感器检测信号输出：L T1、PT、L T2、FT、TT（输出标准信号DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应的输出值。在L T1、PT、L T2数字显示器的右边各有二个电位器，可通过这些电位器调整相应传感器的零位和增益，在每次实验进行之前，必须作好这些准备工作。

调试步骤如下：

1)、将三根ø6的橡皮导气管（约0.6m长）的一端分别竖直地插入上、下水箱底部（上水箱两根，下水箱一根），再将它们的另一端接到三个差压传感器（MPX2010DP）的正压室。

2）、打开阀1、阀3，关闭阀7、阀8，（或者打开阀7、阀8，关闭阀1、阀3）关闭阀2、阀4、阀5、阀6，然后开启变频器（或直流调速器），启动一个齿轮泵，给上、下水箱供水，使其液面均上升至10cm高度，关闭变频器（或直流调速器）。

3）、将各增益调节电位器置于中间位置，然后调节零位调节电位器，使L T1 两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，L T2两端的输出电压为3.33V(显示器

显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。

4）、零位调节

a、打开阀2、阀4，排空上、下水箱中的水，关闭阀2、阀4。

b、调节“零位调节”电位器，使L T1、L T2和PT输出为零伏，显示器显示为00.00cm。注：稳定几分钟后进入下一步。

5）、开始增益调节：

a、启动齿轮泵，使上、下水箱水位上升至于10cm高度，然后再关闭齿轮泵。

b、调节“增益调节”电位器，使L T1、L T2显示器显示10.00cm，Pa显示器显示980Pa。

6）、重复实验步骤4、5，反复调整零位和增益，使上、下水箱水位为零时，L T1、L T2、PT输出都为0V（显示器显示00.00）；上、下水箱水位上升至于10cm 高度时，L T1两端的输出电压为3.33V(显示器显示10.00)，L T2两端的输出电压为

3.33V(显示器显示10.00)，PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。

五、预习

熟读本书第一部分TKGK-1型过程控制实验装置产品使用说明书的相关内容。

实验三、温度控制系统（位式控制）

一、实验目的

1）、了解二位式温度控制系统的结构与组成。

2）、掌握位式控制系统的工作原理及其调试方法。

二、实验设备

1）、TKGK-1型过程控制实验装置：

位式控制器GK-05 、变频器GK-07-2

2）、万用表一只

3）、计算机系统

三、实验原理

1、温度传感器

温度测量通常采用热电阻元件（感温元件）。它是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。其电阻值与温度间的关系式为 R t＝R t

[1+α(t-t0)]

式中R t——温度为t(如室温20℃)时的电阻值；

R t

——温度为t0(通常为0℃)时的电阻值；

α——电阻的温度系数。

可见，由于温度的变化，导致了金属导体电阻的变化。这样只要设法测出电阻值的变化，就可达到温度测量的目的。

虽然大多数金属导体的电阻值随温度的变化而变化，但是它们并不都能作为测温用的热电阻。作为热电阻的材料一般要求是：电阻温度系数小、电阻率要大、热容量要小；在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的重复性；并要求电阻值随温度的变化呈线性关系。

但是，要完全符合上述要求的热电阻材料实际上是有困难的。根据具体情况，目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。本装置使用的是铂电阻元件PT100，并通过温度变送器（测量电桥或分压采样电路或者AI人工智能工业调节器）将电阻值的变化转换为电压信号。

铂电阻元件是采用特殊的工艺和材料制造，它具有很高的稳定性和耐震动等特点，还具有较强的抗污染能力。

在0~650℃的温度范围内，铂电阻与温度的关系为