温度源的温度控制调节实验.docx
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温度源的温度控制调节实验
实验二十温度源的温度控制调节实验
(实验时间需要3小时)
一、实验目的:
了解温度源的温度控制的基本原理及熟悉温度源的温度调节过程,学会智
能调节仪的设置和温度源的使用(必须掌握),为以后的温度实验打下基础。
二、基本原理:
温度源的温度控制原理框图如图22—1所示。
当温度源的温度发生变化时
温度源中的Pt100热电阻(温度传感器)的阻值发生变化,将电阻变化量作为温度的反馈信号输给智能调节仪,经智能调节仪的电阻--电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算
输出调压模块(或固态继电器)触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却),使温度源的温度趋
近温度设定值。
智能调节仪
温度源
-
电阻一巾.压转换
图22—1温度控制原理框图
三、需用器件与单元:
机头中温度源、主板中调节仪单兀、Ft100温度传感器。
附:
调节仪简介:
主板中所装的调节仪为人工智能调节仪,它具有测量显示和模糊逻辑数字PID调节及参
数自整定功能的先进控制算法。
可以万能输入(通过设置输入规格可变为热电阻、热电偶、
线性电压、线性电流等),输出有SSR触发信号输出和线性电流输出(可设置为0〜10mA或4〜20mA线性电流)。
其实它是一只万能通用调节仪。
一、调节仪面板说明:
调节仪的面板上有PV测量显示窗、SV给定显示窗、3个指示灯窗和4个按键组成。
如
调节仗电萌
IQ
调节仪
调节仪面板图
面板中1、PV——测量值显示窗
2、SV——给定值显示窗
3、AT――自整定灯(兼手动指示灯)
4、ALALM1动作时点亮对应的灯(上限动作、冷却风扇)
5、OUT调节控制输出指示灯
6、SET功能键
7、対数据移位键(不禁止手动操作时兼手动/自动切换)
8、▼――数据减少键
9、▲――数据增加键
仪表上电后,上显示窗口显示测量值(PV),下显示窗口显示给定值(SV)。
在基本状态
下,SV窗口能用交替显示的字符来表示系统某些状态,如下:
1、输入的测量信号超出量程(因传感器规格设置错误、输入断线或短路均可能引起)
时,则闪动显示:
“orAL”。
此时仪表将自动停止控制,并将输出固定在参数outL定义的值
上。
2、有报警发生时,可分别显示“ALM仁“ALM2、“Hy-1”或“Hy-2”,分别表示发生
了上限报警、下限报警、正偏差报警和负偏差报警。
报警闪动的功能是可以关闭的(参看
AL-P参数的设置),将报警作为控制时,可关闭报警字符闪动功能以避免过多的闪动。
仪表面板上的3个LED指示灯,其含义分别如下:
OUT输出指示灯:
输出指示灯在线性电流输出时通过亮/暗变化反映输出电流的大小,
在时间比例方式输出(继电器、固态继电器及可控硅过零触发输出)时,通过闪动时间比例反映输出大小。
ALM指示灯:
当ALM1上限设定值动作时点亮对应的灯。
AT灯:
自整定工作灯(兼手动指示灯)。
、功能
(一)内部菜单
(二)基本使用操作
1、显示切换:
按SET键可以切换不同的显示状态。
修改数据:
如果参数锁没有锁上,
仪表下显示窗显示的数值数据均可通过按?
(A/M)、▼或▲键来修改。
例如:
需要设置给定
值时,可将仪表切换到正常显示状态,即可通过按?
、▼或▲键来修改给定值。
仪表同时具
备数据快速增减法和小数点移位法。
按▼键减小数据,按▲键增加数据,可修改数值位的小
数点同时闪动(如同光标)。
按住按键并保持不放,可以快速地增加/减少数值,并且速度会随小数点会右移自动加快(3级速度)。
而按?
键则可直接移动修改数据的位置(光标),操作快捷。
2、手动/自动切换:
按SET键可直接查看自动控制输出值(下排显示器第一字显示“A”,
后面数据表示百分比输出功率)。
在不禁止手动操作时按?
(A/M)键,可以使仪表在自动及手动两种状态下进行无扰动切换。
手动时下排显示器第一字显示“M,仪表处于手动状态下,
直接按▲键或▼键可增加及减少手动输出值。
通过对’A-M'参数设置(详见后文),也可使
仪表不允许由面板按键操作来切换至手动状态,以防止误入手动状态。
3、设置参数:
按SET键并保持约3秒钟,即进入参数设置状态。
在参数设置状态下按
SET键,仪表将依次显示各参数,例如上限报警值ALM1参数锁LocK等等,对于配置好并
锁上参数锁的仪表,只出现操作工需要用到的参数(现场参数)。
用▼、▲、?
(A/M)等键
可修改参数值。
按?
(A/M)键并保持不放,再按▼键可返回显示上一参数。
先按?
(A/M)键
不放接着再按SET键可退出设置参数状态。
如果没有按键操作,约30秒钟后会自动退出设
置参数状态。
如果参数被锁上(后文介绍),则只能显示被EP参数定义的现场参数(可由用
户定义的,工作现场经常需要使用的参数及程序),而无法看到其它的参数。
不过,至少能
看到LocK参数显示出来。
(三)参数功能说明(仪表根据设置只开放表中相对应的参数项)
序号
符号
名称
说明
取范
0
SP
给定值
仪表量程范围
50.0
1
AL-1
第一报警
测量值大于AL-1值时仪表将产生上限报警。
测量值小于ALM1(固定0.5)值时,仪表将解除上限报警。
同
2
Pb
传感器误差修正
当测量传感器引起误差时,可以用此值修正
(
)〜
3
P
速率参数
P值类似常规PID调节器的比例带,但变化相反,P值越大,比例、微分的作用成正比增强,P值
越小,比例、微分的作用相应减弱,P参数值与积分作用无关。
设置P=0仪表转为一位式控制。
1〜
4
I
保持参数
I参数值主要决定调节算法中的积分作用,与常
规PID算法中的积分时间类同,I值越小,系统积分作用越强,I值越大,积分作用越弱。
设置1=0时,系统取消积分作用,仪表成为一个PD调节器。
0〜
5
d
滞后时间
D参数对控制的比例、积分、微分均起影响作用,D
越小,则比例和积分作用均成正比增强;反之,D越
大,则比例和积分作用均减弱,而微分作用相对增强。
此外D还影响超调抑制功能的发挥,其设置对控制效果影响很大。
0〜
6
FILT
滤波系数
为仪表一阶滞后滤波系数,其值越大,抗瞬间干扰性能越强,但响应速度越滞后,对压力、流量控制其值应较小,对温度、液位控制应相对较大。
0〜99
20
7
dp
小数
当仪表为电压或电流输入时,其显示上限、显示下
0或1
点位
置
限、小数点位置及单位均可由厂家或用户自由设定,其中当dp=O时小数点在个位不显示,当dp=1〜3时,小数点依次在十位、百位、千位。
当仪表为热电偶或热电阻输入时,当dp=0时小数点在个位不显示,当dp=1时,小数点在十位。
0〜3
或按需求疋
8
outH
输出上限
当仪表控制为电压或电流输出(如控制阀位时),
仪表具有最小输出和最大输出限制功能。
outL〜
200
按需求定
9
outL
输出下限
同上
0〜outH
按需求定
10
AT
自整定状态
0:
关闭;1:
启动
0〜1
0
11
LocK
密码
锁
为0时,允许修改所有参数,为1时,只允许修改给定值(SP),大于1时,禁止修改所有参数
0〜50
0
12
Sn
输入方式
Cu50-50.0〜150.0C;Pt100(Pt1)-199.9〜
200.0C;
Pt100(Pt2)-199.9〜600.0C;K-30.0〜1300C;
E-30.0〜700.0C;J-30.0〜900.0C;
T-199.9〜400.0C;S-30〜1600C;
R-30.0〜1700.0C;WR25-30.0〜2300.0C;
N-30.0〜1200.0C;
0〜50MV;10〜50MV0〜5V(0〜10mA);
1〜5V(4〜20mA);频率f;转速u
分度号
按需求定
13
OP-A
主控输出方式
‘0'无输出;‘1'继电器输出;‘2'固态继电
器输出;‘3'过零触发;‘4'移相触发;
'5'0〜10mA或0〜5V;'6'4〜20mA或1〜5V;
‘7'阀位控制
0〜7
14
OP-B
畐U控输出方式
‘0'无输出;‘1'RS232或RS485通讯信号;
0〜4
15
ALP
报警方式
‘0'无报警;‘1'上限报警;
‘2'下限报警;‘3'上下限报警(注①)
‘4'正偏差报警;‘5'负偏差报警;
‘6'正负偏差报警(注①)‘7'区间外报警;
‘8'区间内报警‘9'上上限报警(注①)
‘10'下下限报警(注①)
0〜10
16
COOL
正反控制选择
0:
反向控制,如加热;1:
正向控制,如制冷
0〜1
0
17
P-SH
显示上限
当仪表为热电偶或热电阻输入时,显示上限、显
示下限决定了仪表的给定值、报警值的设置范围,
但不影响显示范围。
当仪表为电压、电流输入时,其显示上限、显示下限决定了仪表的显示范围,其值和单位均可由厂家或用户自由决定。
P-SL〜
9999
按需求定
18
P-SL
显示下限
同上
-1999〜
P-SH
按需求定
19
Addr
通讯地址
仪表在集中控制系统中的编号
0〜63
1
20
bAud
通讯波特率
1200;2400;4800;9600
9600
四、实验步骤:
1、调节仪的简介及面板按键说明、温度源的简介参阅以上附言。
2、设置调节器温度控制参数:
在温度源的电源开关关闭(断开)的情况下,按图22-2
示意接线。
检查接线无误后,合上主机箱上的总电源开关;将主机箱中的电压调节旋钮(0〜
24V)顺时针转到底,再将调节器的控制对象开关拨到温度位置后再合上调节器电源开关,仪
表上电后,仪表的上显示窗口(PV)显示随机数或HH下显示窗口(SV)显示控制给定值(实验
值)。
按SET键并保持约3秒钟,即进入参数设置状态。
在参数设置状态下按SET键,仪表
将按参数代码1〜20依次在上显示窗显示参数符号,下显示窗显示其参数值,此时分别按■、▼、▲三键可调整参数值,长按▼或▲可快速加或减,调好后按SET键确认保存数据,转到下一参数继续调完为止,长按SET将快捷退出,也可按SET+吗直接退出。
如设置中途间隔10秒未操作,仪表将自动保存数据,退出设置状态。
捞咖*■
扛3L豎養!
■枣剧於二悵引戎中、1■冋也古月电出aWl-Hr
L•V+
图22—2温度源的温度调节控制实验接线示意图
具体设置温度控制参数方法步骤如下:
(
(1)、首先设置Sn(输入方式):
按住SET键保持约3秒钟,仪表进入参数设置状态,PV
窗显示AL-1(上限报警)。
再按SET键11次,PV窗显示Sn(输入方式),按▼、▲键可调整参数值,使SV窗显示Pt1。
(2)、再按SET键,PV窗显示oP-A(主控输出方式),按▼、▲键修改参数值,使SV
窗显示2。
(3)、再按SET键,PV窗显示oP-b(副控输出方式),按▼、▲键修改参数值,使SV窗
显示1。
⑷、再按SET键,PV窗显示ALP(报警方式),按▼、▲键修改参数值,使SV窗显示1。
(5)、再按SET键,PV窗显示CooL(正反控制选择),按▼键,使SV窗显示0。
(6)、再按SET键,PV窗显示P-SH(显示上限),长按▲键修改参数值,使SV窗显示180。
⑺、再按SET键,PV窗显示P-SL(显示下限),长按▼键修改参数值,使SV窗显示-1999。
SV
(8)、再按SET键,PV窗显示Addr(通讯地址),按均、▼、▲三键调整参数值,使
窗显示1。
,按*、▼、▲三键调整参数值,
(9)、再按SET键,PV窗显示bAud(通讯波特率)
SV窗显示9600。
(10)、长按SET键快捷退出,再按住SET键保持约
3秒钟,仪表进入参数设置状态,
PV
窗显示AL-1(上限报警);按■、▼、▲三键可调整参数值,
使SV窗显示实验给定值(如100C)。
(11)、再按
SET键,
PV窗显示
Pb(传感器误差修正
,按▼、▲键可调整参数值,使SV
窗显示0。
(12)、再按
SET键,
PV窗显示
P(速率参数),按均
▼、▲键调整参数值,使
SV窗显
示280。
(13)、再按
SET键,
PV窗显示
I(保持参数),按均
▼、▲三键调整参数值,使
SV窗
显示380。
(14)、再按
SET键,
PV窗显示
d(滞后时间),按*
▼、▲键调整参数值,使
SV窗显
示70。
(15)、再按
SET键,
PV窗显示FILt(滤波系数),
按▼、▲、键可修改参数值,使
SV
窗显示2。
(16)、再按SET键,PV窗显示dp(小数点位置),按▼、▲键修改参数值,使SV窗显1。
(17)、再按SET键,PV窗显示outH(输出上限),按吗、▼、▲三键调整参数值,使SV
窗显示110。
(18)、再按SET键,PV窗显示outL(输出下限),长按▼键,使SV窗显示0后释放▼键。
(19)、再按SET键,PV窗显示At(自整定状态),按▼键,使SV窗显示0。
(20)、再按SET键,PV窗显示LoCK(密码锁),按▼键,使SV窗显示0。
(21)、长按SET键快捷退出,转速控制参数设置完毕。
3、按住▲键约3秒,仪表进入“SP'给定值(实验值)设置,此时可按上述方法按戒、
▼、▲三键设定实验值,使SV窗显示值与AL-1(上限报警)值一致(如100.0C)。
4、再合上图22—2中的温度源的电源开关,较长时间观察PV窗测量值的变化过程(最终在SV给定值左右调节波动)。
1、做其它任意一点温度值实验时(温度W160C),只要重新设置AL-1(上限报警)和
“SP”给定值,即AL-1(上限报警)=“SP'给定值。
设置方法:
按住SET键保持约3秒
钟,仪表进入参数设置状态,PV窗显示AL-1(上限报警)。
按嗎、▼、▲键可修改参数值,
使SV窗显示要新做的温度实验值;再长按SET键快捷退出之后,按住▲键约3秒,仪表进
入“SP'给定值(实验值)设置,此时可按<>▼、▲三键修改给定值,使SV窗显示值与
AL-1(上限报警)值一致(要新做的温度实验值)。
较长时间观察PV窗测量值的变化过程(最终在SV给定值左右调节波动)。
6、大范围改变控制参数P或I或d的其中之一设置值(注:
其它任何参数的设置值不要改动),观察PV窗测量值的变化过程(控制调节效果)。
这说明了什么问题?
实验完毕,关闭电源。
实验二十七光电传感器测转速实验
一、实验目的:
了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。
二、基本原理:
光电式转速传感器有反射型和透射型二种,本实验装置是透射型的(光电
断续器也称光耦),传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管,发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号,由于转盘上有均匀间隔的6个孔,转动时将获得与
转速有关的脉冲数,脉冲经处理由频率表显示f.
即可得到转速n=10f。
实验原理框图如图
31—1所示。
图31—1光耦测转速实验原理框图
、需用器件与单元:
主板F/V表、0-24V电压调节、电机驱动、转速盘、光电传感器
(已装在转速盘上)、光电输出。
四、实验步骤:
1、在主板上按图31—2所示接线,将F/V表的切换开关切换到频率2KHz档。
图31—2光电传感器测转速实验接线示意图
2、检查接线无误后,合上主电源开关,调节0-24V电压调节旋钮,F/V表就显示相应
的频率f,计算转速为n=10f。
实验完毕,关闭电源。
五、思考题:
已进行的实验中用了多种传感器测量转速,试分析比较一下哪种方法最简单、方便。