十离心泵恒流量控制

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1、实验十离心泵恒流量控制实验一．实验目的1．测定离心泵恒流量控制系统在阶跃干扰作用下，离心泵出口流量的过渡过程，利用最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间等参数评价离心泵恒流量控制系统的控制质量。2．掌握比例度P、积分时间I参数在流量控制系统中的作用和对过渡过程品质指标的影响。二、实验装置过程设备与控制多功能实验台三、实验原理离心泵恒流量控制系统图如图7-1所示，控制系统方框图如图7-2所示。图7-1离心泵恒流量控制系统图离心泵出口流量涡轮流量传感器频率/电压转换器工业调节器电动调节阀图7-2离心泵恒流量控制系统方框图离心泵恒流量控制系统为单回路简单控制系统，安装在离心

2、泵出口管路上涡轮流量传感器TT将离心泵出口流量转换成脉冲信号，其脉冲频率经频率/电压转换器转换成电压信号后输出至流量调节器TC，TC将流量信号与流量给定值比较后，按PID调节规律输出4—20mA信号，驱动电动调节阀改变调节阀的开度，达到恒定离心泵出口流量的目的。离心泵恒流量控制系统方框图如图7-3所示。控制参数如下：1．               控变量y：离心泵出口流量Q。2．               定值(或设定值)ys：对应于被控变量所需保持的工艺参数值，在本实验中取1.5L/s。3．               测量值ym：由传感器检测到的被控变量的实际值，

3、在本实验中为离心泵出口流量值Q。4．               操纵变量(或控制变量)：实现控制作用的变量，在本实验中为离心泵出口流量。使用电动调节阀作为执行器对离心泵出口流量进行控制。电动调节阀的输入信号范围：4—20mA；输出：阀门开度0-16mm。5．               干扰(或外界扰动)f：干扰来自于外界因素，将引起被控变量偏离给定值。在本实验中采用突然改变离心泵转速的方法，改变离心泵出口压力，人为模拟外界扰动给控制变量造成干扰。6．偏差信号e被控变量的实际值与给定值之差，e=ys-ym。ym---离心泵出口流量值Q。ys---离心泵出口流量设定值。7

4、．控制信号u工业调节器将偏差按一定规律计算得到的量。离心泵恒流量控制系统采用比例积分控制规律(P1D)对离心泵流量进行控制。比例积分控制规律是比例与积分两种控制规律的组合，理想的PID调节规律的数学表达式为：PID规律在生产中得到了广泛应用。流量调节器电动调节阀离心泵循环过程涡轮流量传感器和变换器流量设定值偏差e控制信号μ：4—20mA操纵变量：泵出口流量流量信号被控变量：离心泵流量干扰变量：离心泵压力图7-3离心泵恒流量控制系统方框图假定在时间t=0之前，系统稳定，且被调参数---离心泵的出口流量Q等于设定值。若在t=0时刻，外加压力阶跃干扰，离心泵出口压力开始变化并按

5、衰减振荡的规律经过一段时间后，离心泵出口流量逐渐趋于稳定。完成了一次过渡过程。压力P0t0时间t图7-4阶跃干扰信号四、实验步骤1.     将流量表设定值设为：SV=2.0L/s，P=300，I=4；2.     开动冷水泵，关闭出口截止阀或出口球阀3.     调节压力调节旋钮，使压力表显示值为0.45Mpa；4.     调节流量调节旋钮，使流量表显示值为2.0L/s；5.     按下流量表下的自动按钮；6.     当流量稳定后，鼠标点击清空数据库，鼠标点击记录数据，开始记录数据；7.     调节压力调节旋钮使压力改变0.05Mpa左右，造成人为干扰，观察流量

6、恢复过程；8.     退出组态王，运行数据处理程序，观察温度变化曲线。五、计算过渡过程质量指标1．最大偏差A：被调参数的最大值。2．余差：当过渡过程终了时，被调参数所达到的新的稳态值与给定值之差。3．衰减比n：过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰之比，一般n取4～10之间为宜。4．振荡周期：过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期，在衰减比相同的情况下，周期与过渡时间成正比，一般希望振荡周期短一些为好。5．过度时间ts：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间。六、要求1．写出实验报告。2．回答思考题。思考题1．离心

7、泵恒流量控制系统在压力阶跃干扰作用下，比例度P的大小对过渡过程会产生什么影响？离心泵恒流量控制系统在阶跃压力干扰作用下，积分常数I的大小对过渡过程会产生什么影响？