中南大学过程控制实验报告(温度流量控制)

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1、过程控制仪表实验报告姓名：学号：专业班级：实验组数：第4组实验项目：温度流量控制实验时间：2015.12.15实验一电子式电动执行器的特性及性能实验一、实验目的1．了解控制系统的全貌，建立一个感性认识。2．加深了解“电子式电动执行器”的结构原理和使用方法。3．通过对电动执行器的测试和校验，掌握执行器的校验方法，理解其相关特性及性能指标含义。二、实验原理电子式电动执行器是由执行机构、调节机构（调节阀）和伺服放大器三部分组成。如图１.１所示。图1.1　电动执行器的原理框图其中来自调节器的电流Ｉi作为伺服放大器的输人信号，与位置反馈信号Ｉf进行比较，其差值经伺服

2、放大后控制两相伺服电动机正转或反转，再经减速器减速后，改变输出轴即调节阀的开度。与此同时，输出轴的位移又经位置发送器转换成电流信号Ｉf　。当Ｉf与Ii相等时，两相电动机停止转动，这时调节阀的开度就稳定在与调节器输出信号Ｉi成比例的位置上，因此，通常可以把电动执行机构看作一个比例环节。在过程控制系统中，电子式电动调节阀它接收调节器输出的4~20mA的直流控制信号，并转换成角位移来改变调节阀的流通面积，以控制流人或流出被控过程的物料或流量，从而实现对生产过程中各种变量的控制。三、实验装置1．利用控制系统中的主控仪表屏及电动执行机构。2．利用仪表屏上的调节器（手

3、动操作）、无纸无笔记录仪和接线板（连接线若干）。3．电源、气源或水源。四、实验内容1．了解控制系统的全貌。2．利用调节器手动操作调节输出一个电流信号，改变调节阀输出开度来控制气量或水流量。3．改变给定电流的大小，观察执行器阀门的角位移，及被控对象的变化。4．测试出执行机构的动作范围、动作时间及动作步长和执行器机构的全行程的动作步数N等各项性能指标。5．测试执行器流量（液位、压力）特性。执行器流量（液位、压力）特性是指在阀前后压力差不变的情况下，介质流过阀门的相对流量（液位、压力）与阀芯行程的对应关系。测试方法是分别记录阀体在不同开度时流量（液位、压力）计的

4、流量（液位、压力）。五、实验步骤1．在接线板上按实验内容要求接线并互相检查。2．启动电源、水源或气源。3．先将手操器调到输出为0，然后将输出阀门开度增加0.1%,观察执行机构是否动作,否继续增加输出0.1%,直到执行机构动作为止,记录下动作时的输出电流百分比数,则此数值为执行机构的动作步长d=（0.7）（即d=Ii-I0）。用此方法调节手操器输出阀门开度从0%增加到100%,，即输出电流从4~20mA,记录下执行机构动作全行程的总步数Ｎ=（152）。4．将手操器调到最小，输出为4mA(阀门开度0%)，观察执行阀门的位置，调到最大，输出为20mA(阀门开度1

5、00%)，观察执行阀门的位置。使阀门开度从0~100%变化，按秒表计时，并记录下执行机构的全行程动作所需时间T=（19.2s）。5．打开分阀门，调节手操器，再观察执行机构阀门及被控对象的情况。测试执行器流量特性。测试方法是分别记录阀体在不同开度时流量计的流量。分别取阀体的开度为5%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45％、50％、55％、60％、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%相对应的流量，然后绘制开度一流量关系曲线，即可得到执行器的流量特性。完成1.1实验表格。表1.1调节阀的特性测试数据记录阀位开度0%5

6、%10%15%20%25%28%30%32%34%36%38%40%流量(l/h)000000.59.617.925.332.838.943.149.2阀位开度42%44%46%48%50%55%60%65%70%75%80%90%100%流量(l/h)52.654.956.357.357.357.357.357.357.357.357.357.357.3六、数据记录①电动执行机构的动作步长d=0.7%；②电动执行机构动作全行程的总步数N=152；③电动执行机构的全行程动作所需时间T=19.2s；④电动执行机构阀门与被控对象的工作死区下限：25%，上限：4

7、8%；⑤电动执行机构阀门对被控对象的有效工作区[25%,48%]；⑥画出控制对象特性曲线图。y/(l/h)x/%七、实验总结1．本次实验测量步长时，由于仪器声音太小，测量时不容易辨别仪器是否工作，增加了测试难度和实验误差。因此在实验时，我们三个组员进行了分工合作，一人手动调整阀位开度，一人记录数据，专门有一人来专心听仪器的声音。2．第一次初步测量时，发现电动执行机构阀门对被控对象的有效工作区间非常小，从而导致测试误差较大。解决办法：在工作区间内取更多组数据进行测量，使控制对象特性曲线更精准。通过这次实验，我知道了电子式电动执行器和温度-流量控制系统的工作原

8、理及控制方法。虽然开始由于对仪器的不熟练，导致摸索了许久才学会正确