生物发酵过程温度检测与控制
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生物发酵过程液位检测实验
1 实验目的
1 掌握变面积电容传感器测量液位的基本原理和传感器安装要点。
2 掌握电容传感器专用集成电路CAV424、AM402的工作原理和使用方法。
3 掌握液位变送器的基本概念和变送器与计算机的接口方法。
4 掌握液位传感器标定、校准的基本概念和方法。
5 掌握液位传感器静态指标的计算方法。
6 掌握液位传感测量系统的系统误差发现、估计、消除方法。
7 领会电容式传感测量系统的干扰与抗干扰基本概念。
8 理解智能传感器的组成和基本原理、关键技术。
2 实验设备
1 微型啤酒生产线
2 电容式液位传感器
3 基于CAV424、AM402的信号调理模块
4 AI708智能控制仪表
5 RS485通讯模块
6 计算机
3 传感器配置和实验系统组成框图
如图1、图2所示。
图1 传感器配置示意图
图2 实验系统组成框图
5只传感器皆为电容式液位传感器,基于变面积式电容传感器原理,其中一只精度等级高,作为标准液位传感器,并配置高精度的信号调理电路,其检测结果作为本系统的相对真值。
其余4支液位传感器精度等级相同,并配置基于CAV424、AM402的信号调理模块,它们的检测结果作为本系统的测得值。
信号调理模块输出4-20mA标准信号,经AI708转换为数字信号,再经RS485通讯线输入PC机,最后经TCP/IP协议输入各显示终端。
4 液位传感器零位与满量程调整实验
1 向发酵罐内注入清水,当其刚浸没铅锤时为止。
2 对传感器信号调理模块进行调零,使其输出4mA。
3 继续向发酵罐内注入清水,当其满罐时为止。
4 对传感器信号调理模块进行满量程调整,使其输出20mA。
5 液位检测
1 将罐内清水用泵打入储存罐内储存,打空为止。
2从储存罐向发酵罐内注入清水,记录液位上升曲线。
1组只需要记录标准传感器和1号液位传感器测量结果,2组只需要记录标准传感器和2号液位传感器测
量结果,以此类推。
3 待液位上升至满罐时,停止进水,将罐内清水放至储存罐内储存代用,记录液位下降过程。
一组只需要记录标准传感器和1号温度传感器测量结果,2组只需要记录标准传感器和2号温度传感器测量结果,以此类推。
4 进行5个上述液位升、降循环。
5 依据上述实验数据,计算传感器相应性能指标:零点、线性度、迟滞、重复性、相对误差、精度等级。
6 提出一种修正算法,对测量结果进行修正,并计算修正后的性能指标。
7 启动管道泵变频器,观察测量结果的稳定性,领会传感器系统的干扰与抗干扰。
8 如何改进本系统,能够进一步提高精度?提出方案。
5 液位控制实验(选作,利用开放实验室机制)
1 设进水口为罐底阀,出水口为放酒阀,被控参数为液位,控制目标为恒液位。
扰动量为放酒阀出水,执行手段为变频器拖动水泵、再通过电磁阀给发酵罐补水。
2 设计并组成完整的控制系统。
3 设计实验方案,估计系统的数学模型,并根据数学模型初步确定PID参数。
4 按估计的PID参数,设计实验方案,进行PID参数现场整定。
5 设计实验方案,测试所设计的液位控制系统的性能指标。
6 比较液位控制系统和温度控制系统的相同之处、不同之处。
附:1 CAV424、AM402组成、原理、使用方法(英文原文)
2 AI708智能仪表使用说明书。