模块二电加热温度控制系统调试课件.pptVIP

项目三电加热控制系统集成与调试模块二电加热温度控制系统调试湖州职业技术学院机电工程分院1

一、任务提出某小型热水锅炉，其工艺流程如图1所示，冷水从上部加入，经加热后由下部出水管供给用户。工艺要求供水温度应保持在80℃±1℃的数值上，现采用电加热方式，要求采用位式控制和PID定值控制两种方法，实现对水温的自动控制。图1电加热锅炉工艺流程图2

二、实验内容（1）根据控制方案正确选用控制仪表，并组成合理的控制系统（位式和定值）；（2）认真做好相关仪表和系统的运行前准备工作，并根据控制要求合理地设置好调节器的参数（位式和定值）；（3）根据控制系统的特点与工艺要求，科学地调试系统以达到一定的品质指标（位式和定值）；（4）运行计算机监控系统，及时记录下不同系统的输出响应曲线及相关数据（位式和定值）；（5）认真总结实验过程，并做好实验数据的整理与加工工作以完成实验报告。三、课后作业完成实验指导书中的相应实验报告内容，积极尝试思考题。3

实验一锅炉内胆动态水温定值控制系统一、实验目的1、进一步熟悉单回路温度控制系统的组成与工作原理。2、研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对温度系统的控制作用。3、掌握好PID参数自整定的方法。二、实验设备1、THJ-2型高级过程控制系统实验装置2、计算机、上位机MCGS组态软件、RS232-485转换器1只、串口线1根3、万用表1只三、实验原理图2为一个单回路锅炉内胆动态水温定值控制系统结构示4

图2单回路锅炉内胆动态水温定值控制系统结构示意图。5

实验一锅炉内胆动态水温定值控制系统图3锅炉内胆动态水温控制系统的方框图四、实验内容与步骤1、按图2要求，完成实验系统的接线。2、接通总电源和相关仪表的电源。3、打开阀F1-1、F1-2、F1-5和F1-13，关闭其它与本实验无关的阀。用变频器-磁力泵支路给锅炉内胆打满水。待实验投入运行以后，变频器-磁力泵再以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。6

实验一锅炉内胆动态水温定值控制系统4、手动操作调节器输出，用计算机记录锅炉内胆中水温的响应曲线，并由该曲线求得K、T和τ值，据此查表确定PI调节器的参数δ和TI，并整定之。5、设置好温度的给定值，先用手操作调节器的输出，通过三相移相调压模块给锅炉内胆加热,等锅炉水温趋于给定值且不变后，把调节器由手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。6、打开计算机，运行MCGS组态软件，并进行如下的实验：当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增加5%～15%），观察并记录系统的输出响应曲线。7、通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。用计算机记录此时系统的动态响应曲线。7

实验一锅炉内胆动态水温定值控制系统五、实验报告1、用实验方法整定PI调节器的参数。2、作出比例P控制时，不同δ值下的阶跃响应曲线，并记下它们的余差ess。3、比例积分调节器（PI）控制1)在比例调节控制实验的基础上，加上积分作用“I”，即把“I”（积分）设置为一参数，根据不同的情况，设置不同的大小。观察被控制量能否回到原设定值的位置，以验证系统在PI调节器控制下，系统的阶跃扰动无余差产生。2)固定比例P值（中等大小），然后改变调节器的积分时间常数TI值，观察加入阶跃扰动后被调量的输出波形和响应时间的快慢。3)固定TI于某一中等大小的值，然后改变比例度δ的大小，观察加阶跃扰动后被调量的动态波形和响应时间的快慢。4、分析δ和TI值改变时，各给系统动态性能产生什么影响。8

实验一锅炉内胆动态水温定值控制系统六、思考题1、消除系统的余差为什么采用PI调节器，而不采用纯积分器？2、在温度控制系统中，为什么用PD和PID控制，系统的性能并不比用PI控制时有明显地改善？3、内胆动态水的温度控制会比静态水时的温度控制更容易稳定、性能更好？能否通过实验验证一下？9

实验二锅炉内胆水温位式控制系统一、实验目的1、了解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、THJ-2型高级过程控制系统实验装置2、计算机、上位机MCGS组态软件、RS232-485转换器1只、串口线1根3．万用表1只图4锅炉位式控制方框图10

实验二锅炉内胆水温位式控制系统4、在调节器上设置好温度的给定值及控制范围（即仪表的回差值dF），让系统投入运行。5、打开计算机，运行MCGS组态软件并进入本实验，观察并记录系统的输出响应曲线。6、当系统进入等幅振荡后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%～15%），观察并记录系统的输出响应曲线。五、实验报告1、根据图5，画出本实验系统的方框图。2、试评述温度位式控制的优缺点。六、思考题1、温度位式控制系统与连续的PID控制系统有什么区别？2、本系统会不会产生发散振