《过程控制仪表》实验讲义

《过程控制仪表》实验讲义

中国石油大学（华东）

信息与控制工程学院自动化系

2012年10月

实验一可编程数字调节器

一、实验目的

1、理解可编程数字调节器组态的含义。

2、掌握组态操作的基本概念和常用操作方法。

二、实验设备

1、可编程数字调节器DRC-97 一台

三、实验内容

（一）基本操作练习

按照DRC-97使用说明（见附录）进行基本操作练习。掌握调节器面板上各按键的使用方法，熟悉各个操作画面，理解常用参数的含义。

（二）组态操作

1、输入输出组态

按下列参数对模拟输入AI1进行组态：

类型：4~20mA 量程：0~100 单位：℃滤波：2S

按下列参数对模拟输出AO1进行组态：

类型：4~20mA 内部信号：MV1

按下列参数对模拟输出AO2进行组态：

类型：4~20mA 内部信号：MV2

2、控制组态

按下列参数对PID1进行组态：

作用方式：正作用给定方式：内给定

SV:A1 PV:A1 MVH:90% MVL:10% AT:N

P:100% I:2000S D:5S

3、报警组态

按下列参数对A1进行报警组态

H.ALM Y 70 DO1

L.ALM Y 30 DO2

＋DEV Y 10 DO3

－DEV Y 10 DO4

4、记录组态

按下列参数对记录R1进行组态；

内部信号：A1 记录间隔：1S

按下列参数对记录R2进行组态；

内部信号：MV1 记录间隔：1S

（三）系统运行

1、按下图接线。（将LOOP2的输出MV2接入LOOP1中，模拟LOOP1的PV信号）

2、调整控制点。

在LOOP1与LOOP2画面中进行操作，调整LOOP1的控制点，使得在自动状态下，MV 稳定在20%左右。 3、改变测量值。

在手动状态下迅速增加LOOP2的输出值，在记录画面中观察并分析MV1的实时变化曲线。

在手动状态下较大幅度的调整LOOP2的输出值，观察并分析报警状态的变化。 （四）综合实验

1、PI 调节规律

1）设置PB=100%，TI=5秒，TD=0。 2）调整控制点：MV=6mA 。

3）当偏差如右图变化时，将输出变化曲线绘制出来。

2、PD 调节规律 1）设置PB=100%，TI>1000秒，TD=10秒。

2）调整控制点：MV=10mA 。 3）当偏差如上图变化时，定性绘制输出曲线，标出重要坐标。

六、思考题

1、什么是控制点？

2、进行PI 特性测试时，PB 是否一定为100%？

3、 若将调节器的输出信号作为测量值反送给调节器，构成一闭环控制系统，则调节器的正反作用应如何选择，会发生什么现象？

4、实际系统中PID 参数的确定与哪些因素有关？

实验二 S7-200 PLC 基本操作练习

一、实验目的

1、熟悉S7-200PLC 实验系统及外部接线方法。

2、熟悉编程软件STEP7-Micro/WIN 的程序开发环境。

3、掌握基本指令的编程方法。

DV(mA)

二、实验设备

1、智能仪表开发综合实验系统一套

（包含PLC主机、各实验挂箱、各功能单元、PC机及连接导线若干）

三、实验系统使用注意事项

1、实验接线前必须先断开电源开关，严禁带电接线。接线完毕，检查无误后，方可上电。

2、实验过程中，实验台上要保持整洁，不可随意放置杂物，特别是导电的工具和多余的导线等，以免发生短路等故障。系统上电状态下，电源总开关下方L、N端子间有220VAC输出，实验中应特别注意！

3、本实验系统上的各档直流电源设计时仅供实验使用，不得外接其它负载。

4、实验完毕，应及时关闭各电源开关（置关端），并及时清理实验板面，整理好连接导线并放置规定的位置。

四、实验内容

（一）熟悉S7-200PLC的接线方法

S7-200PLC是西门子公司生产的小型可编程逻辑控制器，其CPU模块接线方法如下图所示：

实验系统将输入输出接点用固定连接线连到实验面板的固定插孔处。如下图所示：

在实验中使用导线将主机挂箱与其它挂箱连

接，连接时要将主机的L+电源与各实验模块的L+

输入连接；主机输出M端与实验模块中的M端相连；

主机输出端1L、2L、3L与主机的M相连；主机输入

端的1M、2M与主机电源L+相连，输入输出端子对

应相连即可。本次实验使用S21-2挂箱中的“基本

指令编程练习”单元，如右图所示。

（二）STEP7-Micro/WIN软件简介

STEP7-Micro/WIN编程软件为用户开发PLC应

用程序提供了良好的操作环境。在实验中应用梯形

图语言进行编程。编程的基本规则如下：

1、外部输入/输出继电器、内部继电器、定时

器、计数器等器件的接点可多次重复使用，无需用

复杂的程序结构来减少接点的使用次数。

2、梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接

在右边。接点不能放在线圈的右边，在继电器控制

的原理图中，热继电器的接点可以加在线圈的右边，而PLC的梯形图是不允许的。

3、线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过一个没有使用的内部继电器的常闭接点或者特殊内部继电器的常开接点来连接。

4、同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出。双线圈输出容易引起误操作，应尽量避免线圈重复使用。

5、梯形图程序必须符合顺序执行的原则，即从左到右，从上到下地执行，如不符合顺序执行的电路就不能直接编程。

6、在梯形图中串联接点使用的次数是没有限制，可无限次地使用。