天煌实验指导书.doc

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1、目录1．实验一、单容水箱特性的测试…………………………………………………………………………12．实验二、双容水箱特性的测试…………………………………………………………………………53．实验三、锅炉内胆特性的测试…………………………………………………………………………94．实验四、电动调节阀流量特性的测试…………………………………………………………………125．实验五、单容水箱液位定值控制系统…………………………………………………………………156．实验六、双容水箱液位定值控制系统…………………………………………………

2、………………187．实验七、三容水箱液位定值控制系统…………………………………………………………………218．实验八、锅炉内胆动态水温定值控制系统……………………………………………………………249．实验九、锅炉夹套水温定值控制系统…………………………………………………………………2710．实验十、变频调速磁力泵支路流量的定值控制系统………………………………………………3011．实验十一、锅炉内胆水温位式控制系统……………………………………………………………3312．实验十二、水箱液位串级控制系统…………………………

3、………………………………………3713．实验十三、三闭环液位控制系统……………………………………………………………………4014．实验十四、下水箱液位与变频调速磁力泵支路流量的串级控制系统……………………………4315．实验十五、锅炉夹套水温与锅炉内胆水温的串级控制系统………………………………………4616．实验十六、锅炉内胆水温与内胆循环水流量的串级控制系统……………………………………4917．实验十七、单闭环流量比值控制系统………………………………………………………………5218．实验十八、流量变比值控制系统……

4、………………………………………………………………5619．实验十九、下水箱液位的前馈-反馈控制系统………………………………………………………5920．实验二十、锅炉内胆水温的前馈-反馈控制系统……………………………………………………6321．实验二十一、盘管出水口温度滞后控制系统………………………………………………………6722．实验二十二、流量纯滞后控制系统…………………………………………………………………7023．实验二十三、锅炉内胆水温与锅炉夹套水温解耦控制系统………………………………………7324．实验二十四

5、、上水箱水温与液位的解耦控制系统…………………………………………………78实验一、单容水箱特性的测试一、实验目的1.掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。2.根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。二、实验设备1.THJ-2型高级过程控制系统实验装置。2.计算机及组态王软件。三、实验原理图1-1单容水箱特性测试结构图由图1-1可知，对象的被控制量为水箱的液位H，控制量（输入量）是流入水箱中的流量Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。

6、根据物料平衡关系，在平衡状态时：Q10-Q20=0（1-1）动态时，则有：Q1-Q2=（1-2）式中V为水箱的贮水容积，为水贮存量的变化率，它与H的关系为：，即=A（1-3）A为水箱的底面积。把式（3）代入式（2）得：Q1-Q2=A（1-4）基于Q2=，RS为阀V2的液阻，则上式可改写为：Q1-=A即：ARS+h=KQ1或写作：=（1-5）式中T=ARS，它与水箱的底积A和V2的RS有关；K=RS。式（1-5）就是单容水箱的传递函数。若令Q1（S）=，R0=常数，则式（1-5）可改为：H（S）=×=K-对上式取拉氏反

7、变换得：h(t)=KR0(1-e-t/T)（1-6）当t—>∞时，h（∞）=KR0，因而有K=h（∞）/R0=输出稳态值/阶跃输入。当t=T时，则有：h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)。式（1-6）表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图1-2所示。当由实验求得图1-2所示的阶跃响应曲线后，该曲线上升到稳态值的63%。图1-2单容水箱的单调上升指数曲线所对应的时间，就是水箱的时间常数T。该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间

8、常数T，由响应曲线求得K和T后，就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图1-3，则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点，与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ，BC为对象的时间常数T，所得的传递函数为：H(S)=图1-3单容水箱的阶跃响应曲线四、组态监控图五、电气接线1．强电部分：（1）将三相电源的输