过程控制专业实验指导书()

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1、过程控制专业实验指导书周秀英黄镇海那文波徐红伟编审中国计量学院机电工程分院自动化教研室■U.—1—冃IJs木实验指导书主要用于满足控制理论与控制工程学科口动化专业的《过程控制专业实验》课程的实验教学要求。过程控制是生产过程自动控制的简称，这是自动化技术的一个重要组成部分。通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期与程序进行的生产过程中冇关物理量（温度、压力、流量及液位四个参数）的自动调节控制。在现代工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动

2、生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越來越人的作用。大家熟知，工程教育改革的原则体现为科学主导工程的训练方法，课程教学必须与实践教学紧密结合起来，工程教育内容与实验内容必须与时俱进、充分体现现代工业的现状和需要。而过程控制实验教学系统就是以工业现场工艺设备为背景，以现行教材的教学内容为依据研发出的新一代的实验装置。它不仅能满足木、专科工业口动化、口动控制等专业的相关课程实验教学的要求,而且也适用于研究生对课题的研究与开发。例如，在这两套实验装置中增加了如比值控制、解耦控制和Smith预估控制等复杂控制的内

3、容。木实验指导书共分两部分。第一部分是实验项目部分，叙述了实验的原理、实验内容和要求等。第二部分是实验室现冇实验装置的介绍。通过对实验装置各个仪表的原理、工作情况及软硕件的详细介绍，使学生对高级过程控制实验装置有一个充分的认识，并能利用不同实验装置设计各种实验，同时也有益于他们对工业生产现场控制系统的了解。由于本实验指导书编写时间较为仓促，书中的缺点和错谋在所难免，敬请广大师生批评指正。编者2004年6月实验一过程控制系统组成认识实验3实验二被控对象特性测试实验5实验三单回路液位控制系统实验9实验四单回路温度控制

4、系统实验16实验五单回路控制流量系统实验19实验六单回路控制系统质量研究21实验七串级控制系统的实验24实验八比值控制系统实验30实验九滞后控制系统实验34实验十前馈-反馈控制系统实验36实验十一解耦控制系统实验39实验十二工控组态软件组态控制实验43实验十三输入通道与数据采集47实验十四输出通道与信号驱动49实验十五数字式PID调节器控制算法仿真50附录1PCS-2000B过程控制综合试验装置52附录2TKGK-1型过程控制实验装置63附录3THJ-3型高级过程控制对象系统控制柜64实验一过程控制系统组成认识实

5、验一、实验目的1、增加对过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案组成及控制系统连接实验；2、熟悉智能调节仪表、智能变送仪表等智能仪表的操作及参数设定；3、掌握传感器的校正（零点迁移与量程调整）。二、实验设备TKGK-1过程控制实验装置PCS-2000B过程控制综合实验装置T町-3过程控制实验装置PCS系统温度特性仪三、实验原理过程控制是生产过程自动控制的简称,这是自动化技术的一个重要组成部分。通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期与程序进行的生产过程中有关物理量（温度、

6、压力、流量及液位四个参数）的自动调节控制。在现代工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。（-）实验装置介绍本实验过程控制系统设计本着工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人才的培养原则出发。实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉。仪表采用具冇人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件。对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开发，以便进行DCS控制，亚当模块控

7、制，PLC控制开发。具体实验装置各个仪表的原理、工作情况及硬件组成等详细介绍参照附录。(-)实验过程的基本程序：1、明确实验任务；2、提出实验方案；3、画实验接线图；4、进行实验操作，做好观测和记录；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，上述程序应尽量让学生独立完成，老师给予必要的指导，以培养学生的实验动手能力，要做好各主题实验，就应做到：实验前有准备；实验屮有条理，实验后有分析。四、实验内容要求掌握以下内容：1、传感器特性的认识和零点迁移；2、自动化仪表的初步使用；3、变频器的基木

8、原理和初步使用；4、电动调节阀的调节特性和原理；5、掌握实验过程的基本程序；五、实验报告完成一篇综述，内容包括：1、不同实验装置的性能特点。2、不同实验装置所使用的各种仪表的性能特点。3、设计一个过程控制装置，并列出其所能完成的任务(即开设的实验项目)。实验二被控对象特性测试实验一、实验目的1.掌握被控对象的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。2.根据实验得到的