过程控制系统课程实验指导书李仲德编写

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1、过程控制系统课程——实验指导书李仲德内蒙古科技大学信息工程学院自动化系2012-41目录前言…………………………………………………………………………………………………3实验一、过程控制仪表认识及对象特性测试……………………………………………………4实验二、串级控制系统实验………………………………………………………………………14实验三、单回路控制系统实验……………………………………………………………………1923前言浙江求是科教设备有限公司生产的PCT系列过程控制实验系统装置，可以非常好地满足过程控制课程实验的要求。在这套设备由被控对象和控制台组成

2、，通过手动或计算机控制，可以将被控对象转变成不同特性的过控对象，因此，在此基础上可以进行简单的温度、压力、流量、液位的单回路控制，而且也可以进行一系例复杂控制系统实验如：变比值控制、Simth预估控制、解耦控制、三容液位控制、换热器温度控制等。一、PCT系列过程控制实验装置特点:1、装置由控制对象、控制屏、计算机三部分组成，也可以把控制屏换成DCS(分散控制系统)，对象构布局合理，造型美观大方。2、真实性、直观性、综合性强，控制对象元件全部来源于工业现场。控制屏正面有完整的系统结构图案，便于学生系统接线。3、参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度等

3、典型的热工量参数。4、PCT系列过程控制实验装置具有控制参数和控制方案的多样化。该装置可通过对其管路上的阀门(电磁阀)切换和对模拟信号接线板上信号的连接组合，可构成数十种过程控制实验。电磁阀可以手动和自动控制。5、在PCT系列过程控制实验装置中充分考虑了工业自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实验、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实验方案，进行综合性、创造性过程控制系统实验的设计、调试、分析，培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。6、可为学校教师和研究生进行复杂控制系统的计算机控制算法的研究工作提供一个实实在在的物理模型。二

4、、本实验装置可以灵活搭配，进行多方面的实验，有利于学生掌握下列内容：1、自动化仪表的初步使用，其中包括检测仪表、变送单元、执行单元和控制仪表。2、测定控制对象特性的方法。3、变频器的基本工作原理和初步使用。4、单回路控制系统的参数整定。5、复杂控制系统的参数整定。6、控制参数对控制系统品质指标的影响。7、控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力。8、了解计算机控制系统的组成。9、了解牛顿模块的分类、使用以及RS-485通讯原理。10、学习组态王控制软件的功能、使用和编程。三、实验的基本程序：1、明确实验任务。2、提出实验方案。3、画实验接线

5、图。4、进行实验操作，作好观测和记录，调整控制参数。5、整理实验数据，得出结论，撰写实验报告。在进行本书中的综合实验时，上述程序应让学生独立完成，教师给予必要的指导，以培养学生的动手能力。要做好各主要实验，就应做到：实验前做准备，实验中有条理，实验后勤分析。4实验一、过程控制仪表认识及对象特性测试一、实验预备知识要点（一）过程仪表主要技术指标、注意事项及原理①液位变送器测量范围0～６Kpa输出电流4～20mA负载能力250～300Ω工作电源24（1±5%）VDC注意事项：（1）本实验采用的压力、液位变送器是两线制仪表，应串入24伏直流电源。接线时，

6、注意电源极性。接线完毕后，应检查接线是否正确，并请指导教师确认无误后，方能通电。（2）没通电、不加压；先卸压、再断电。（3）进行量程调整时，应注意调整电位器的调整方向。（4）小心操作，切勿生扳硬拧，严防损坏仪表。（5）一般仪表应通电预热15分钟后再进行校验，以保证校验的准确性。（6）如果压力、液位变送器的安装位置与取压点不在一个水平位置上，应对压力变送器进行零点迁移。②调节器调节器接线端子说明及调节器的主要性能技术指标：1——2端1～5V电压输入端。2——3端0.2～1V电压输入端。4——5端4～20mA电流输出端。输入信号：1～5VDC外给定信号

7、：0.2～1V输出信号：4～20mADC负载电阻：250～750Ω电源：100～240VAC注意事项：（1）接线时注意电源的极性，严防正负反接、短路。（2）通电前应请指导老师确认无误后方可通电。（3）动手调校前，应学习掌握调节器各部件的作用，凡实验中未使用的元件和参数不能擅自调整。（4）调节器在调校前应预热15分钟（理论上）。（5）实验前先准备好实验记录数据表1-2，并预习数据处理的各项误差计算公式。（6）调节器的主要功能是接受变送器送来的测量信号PV，并将它与给定信号SV进行比较得出偏差ε，对偏差ε进行PID连续运算，输出控制信号u(k)。通过改

8、变PID参数，可改变调节器控制作用的强弱。除此之外，调节器还具有测量信号、给定信号及输出信号的指示功能。调节器基本参数的介