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。
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