自动控制仪表实验指导书

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1、第二部分实验内容实验一、实验装置的基本操作与仪表调试一、实验目的1）、了解系统结构与组成。2）、了解液位、压力传感器的结构原理与使用方法。3）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法二实斂备TKGK-1实验台、万用表三、系统结构框图A调节器T温产•固态继电器一电热丝十夂给立甲PT100温度传感器图1・2、温度控制系统结构图四、实验内容1、设备组装与检查:］）、将GK・07、GK-06>GK-05>GK・04挂件由左至右依次挂于实验屏上并将挂件的二蕊插头插于和应插座中。2）、检查挂件电源开关是否关闭。3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。2、系统接线1）、按照装置

2、使用说明书中的GK-07交流变频调速控制箱的常用使用方法进行接线。2）、将GK-05正给定信号接至GK-07变频器的VIA与GND端子。3）、经指导老师检查通过后，进入下一步。3、启动实验装置：］）、将实验装置电源插头接到220V市电电源。2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，电压表指示220V。4、仪表调整：在GK-02模块左侧，设有四个控制参数的数显仪表，其输入接线柱分别接LT1、PT、ET2、FT、TT等相应传感器检测信号的输出（标准信号为0〜5VDC）。表头的右侧各有二个电位器，可通过这些电位器调整零位和增益，在传感

3、器校验实验时要使用，同时在实验进行之前，每次都应调整好传感器的零位和增益。调试步骤如下：1）、打开阀1、阀3,关闭阀7、阀8,（或者打开阀7、阀8,关闭阀1、阀3）关闭阀2、阀4,然后开启变频器（或直流调速器），启动一个齿轮泵，给上下水箱供水，使其液面上升至10cm高度，关闭变频器。2）、用三根06的橡皮导气管（约0.6m长），使其一端（上端）竖直地插入上、下水箱底部（上水箱插两根，下水箱插一根）。另一端（下端）完全裸露在大气中。3）、将三根导气管的下端接到三个差压传感器（MPX2010DP）的正压室。4）、将各增益调节电位器置于中间位置，然后调节零位调节电位器，使ET1两

4、端的输出电压为3.33V（显示器显示10.00）,ET2两端的输出电压为3.33V（显示器显示10.00）,PT两端的输出电压为3.33V（显示器显示980）。5）、开始零位调节：a、打开阀2、阀4,排空上、下水箱中的水，关闭阀2、阀4。b、调节“零位调节”电位器，使ET1、LT2和PT输出为零伏，显示器显示为00.00cmo注：稳定儿分钟后进入下一步。6）、开始增益调节：a、启动齿轮泵，使上、下水箱水位上升至于10cm高度，然后再关闭齿轮泵。b、调节“增益调节”电位器，使LT1、LT2显示器显示10.00cm,Pa显示器显示980Pao7）、重复5、6步骤，复调零位和增益

5、，以满足系统要求（传感器输岀电压为3.33V伏时，ET1与ET2的显示值为10.00cm,Pa的显示值为980Pa）o实验二单容水箱系统对象特性的测试一、实验目的1）、熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。2）、根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用和关的方法分别确定它们的参数。二、实騒备1）、TKGK-1型过程控制实验装置：系统模型：GK-02PID调节器：GK-04计算机控制屏：GK-03变频器：GK-072）、万用表一只3）、秒表一只4）、计WL三、实验原理阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过调节器或其他操作器，手动改变对象的输入信号（阶

6、跃信号）。同时；记录对象的输岀数据或阶跃响应曲线，然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。图解法是确定模型参数的一种实用方法，不同的模型结构，有不同的图解方法。（_）、单容水箱其对象模型用_阶加时滞环节来近似描述时，常可用两点法直接求取对象参数。单容水箱控制系统结构图如图3・1所示:给立量T调常器GK-04GK-07V1阀1QiTllV2图3・1、单容水箱控制系统结构图H(S)=当/=邛寸，则有:KRq5(75+1)KRoKRo~SS+l/TQ2设水箱的进水量为Q,出水量为Q2,水箱的液面高度为h,出水阀V2固定于某-开度值。根据物料动态平衡

7、的关系，求得：R2*C*型+Ah=R2*AQdt在零初始条件下，对上式求拉氏变换，得：G（沪輕&3-10（$）7?2*C*S+1T*S+1式中，T为水箱的时间常数（注意：阀V2的开度大小会影响到水箱的时间常数），T=R2*C,K=R?为过程的放大倍数，R?为V2阀的液阻，C为水箱的容量系数。令输入流量Q］（S）二R“S,Ro为常量，贝IJ输出液位的高度为：.1h(T)=KR()(1-e)=O.632KRo=0.632h(oo)丄即h(t)=KRo(l-e^)当t>g时,h(8)=KRo.因而有K_力(°°)_输出稳