實(shí)驗(yàn)1 認(rèn)識(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)

1、過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一認(rèn)識(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒ㄒ?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)地觀察，初步了解過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置的基本組成、 構(gòu)成特點(diǎn)和使用方法；熟悉控制系統(tǒng)的構(gòu)成和認(rèn)知方法 實(shí)驗(yàn)方法：從下面幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)觀察，了解一個(gè)實(shí)際自動(dòng)控制系 統(tǒng)是如何建立、工作和實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的。這幾個(gè)方面包括：被控的工 藝設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備與控制驅(qū)動(dòng)設(shè)備，控制裝備、信號(hào)傳輸及監(jiān)控操作 系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)要求：認(rèn)知水槽系統(tǒng)相關(guān)的工藝流程圖；識(shí)別檢測(cè)點(diǎn)和檢測(cè)設(shè)備、 量程及工作原理；控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作范圍及工作原理；控制器（系 統(tǒng)）的原理及信號(hào)連接圖 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 觀察A3000的基本組成 了解A3000的工藝過(guò)程和工藝設(shè)備 了解A3000

2、中的檢測(cè)設(shè)備與控制裝備的類(lèi)型、工作原理 熟悉一個(gè)基本過(guò)程控制系統(tǒng)的組成情況 熟悉A3000監(jiān)控軟件的基本使用 熟悉PID控制器開(kāi)環(huán)控制的基本操作 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程曲線數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)文檔，發(fā)送到自己 郵箱或取走數(shù)據(jù) 在得到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師同意后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，收拾好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)后離開(kāi) 構(gòu)建一個(gè)液位自動(dòng)控制系統(tǒng) 控制要求：確保一個(gè)水槽系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，可以在無(wú)人干預(yù)的情況 下，自動(dòng)保證其水位高度衡定在希望值； 任務(wù)：構(gòu)建一個(gè)能滿足上述要求的液位自動(dòng)控制系統(tǒng)； 如何組建這個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)中應(yīng)包括哪些環(huán)節(jié)，在實(shí)際組建過(guò)程中采用 哪些具體設(shè)備，什么控制方法，系統(tǒng)中的信息（信號(hào)）如何傳遞和聯(lián) 系？ 構(gòu)建一個(gè)

3、自動(dòng)控制系統(tǒng) 被控對(duì)象：生產(chǎn)中的具體設(shè)備（整體/部分），在這里就是一組水箱 （水槽） 被控參數(shù)：反映設(shè)備運(yùn)行狀況特定的物理參數(shù)，大多是非電量參數(shù)， 在這里通常是下水箱的水位高度（液位） 如何感知水位的高度及變化，如何將感受到的結(jié)果變成控制系統(tǒng)能夠 識(shí)別的信號(hào)（如何將非電量的參量變換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)4-20mA） 如何對(duì)水位的當(dāng)前情況作出判斷，并采取相應(yīng)措施 （將被測(cè)參量與期望值進(jìn)行對(duì)比，若出現(xiàn)了偏差則根據(jù)偏差大小和方向 計(jì)算出修正量） 誰(shuí)來(lái)執(zhí)行這個(gè)措施，如何把修正量變成修正動(dòng)作（將這一信號(hào)變成其 他物理量（非電量）的變化） 這一物理量的改變，應(yīng)能夠影響到被控參數(shù)，使其安全快速地回到希 望值上 一

4、個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)還需要 能確保被控參數(shù)經(jīng)受外界各種擾動(dòng)的影響，始終保持在期望值上； 有合理的控制精度； 有較好的穩(wěn)定性、較高的安全性； 有較好的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈敏性；易操作、易維護(hù)性 電腦 監(jiān)控 A3000 對(duì)象 A3000 控制柜 A3000控制柜 A3000檢測(cè)點(diǎn)設(shè)備流程圖 A3000自動(dòng)化儀表及電氣設(shè)備數(shù)量 溫度變送器5個(gè) 壓力變送器1個(gè) 渦輪流量變送器1個(gè) 電磁流量變送器1個(gè) 液位變送器3個(gè) 電磁閥2個(gè) 液位開(kāi)關(guān)2個(gè) 電動(dòng)/氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥1個(gè) 變頻器1個(gè) 調(diào)壓模塊1個(gè) 加熱棒1個(gè) A3000系統(tǒng)的測(cè)控參數(shù)點(diǎn) 序號(hào)位號(hào)或代號(hào)儀表名稱用途原始信號(hào)類(lèi)型I/O類(lèi)型工程量 1TE-101熱電阻鍋爐水

5、溫Pt100AI0100 2TE-102熱電阻鍋爐回水溫度Pt100AI0100 3TE-103熱電阻換熱器出口水溫（II）Pt100AI0100 4TE-104熱電阻換熱器出口水溫（I）Pt100AI0100 5TE-105熱電阻儲(chǔ)水箱水溫Pt100AI0100 6FT-101渦輪流量計(jì)給水流量I420mA DCAI03m3/h 7FT-102電磁流量計(jì)給水流量II420mA DCAI03m3/h 8PT-101壓力變送器給水壓力420mA DCAI150kPa 9LT-101液位變送器上水箱液位420mA DCAI5kPa 10LT-102液位變送器中水箱液位420mA DCAI5kPa

6、11LT-103液位變送器下水箱液位420mA DCAI5kPa 12LSL-105液位開(kāi)關(guān)鍋爐液位極低報(bào)警干接點(diǎn)DINC 13LSH-106液位開(kāi)關(guān)鍋爐液位極高報(bào)警干接點(diǎn)DINC A3000系統(tǒng)的測(cè)控參數(shù)點(diǎn) 序號(hào)位號(hào)或代號(hào)儀表名稱用途原始信號(hào)類(lèi)型I/O類(lèi)型工程量 14XV-101電磁閥給水緊急切斷I繼電器隔離DONC 15XV-102電磁閥給水緊急切斷II繼電器隔離DONC 16FV-101電動(dòng)/氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位控制420mA DCAO0100% 17GZ-101調(diào)壓模塊鍋爐水溫控制420mA DCAO0100% 18U-101變頻器頻率控制420mA DCAO0100% 注意連線的相注意連線

7、的相 同極性。同極性。 兩臺(tái)智能PID控制器及它們的 控制器輸入、輸出信號(hào)接口 IO面板 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇：D盤(pán)2012級(jí)過(guò)控實(shí)驗(yàn) 百特控制器組態(tài)（2014-5）”目錄下 的項(xiàng)目。 每套設(shè)備對(duì)應(yīng)三臺(tái)計(jì)算機(jī)，只有一臺(tái)與 實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接，其他的可運(yùn)行matlab等 輔助學(xué)習(xí)軟件 特別提示：因?yàn)榄h(huán)境擁擠，設(shè)備擺放密集，地下連線多， 移動(dòng)時(shí)請(qǐng)務(wù)必要注意周?chē)O(shè)備和腳下電纜！ 實(shí)驗(yàn)連線 注意連線的相同極性。 實(shí)驗(yàn)步驟 1.檢查裝置管道能否正常接通。 2.將下水箱液位接到百特儀表1（左）的PV，將中水箱液位接到百特儀 表2（右）的PV，將百特儀表2的MV接到變頻器輸入（紅對(duì)紅，黑 對(duì)黑）。 3.啟動(dòng)單相總電源。

8、4.進(jìn)入組態(tài)王，點(diǎn)擊VIEW進(jìn)入實(shí)驗(yàn)畫(huà)面。 5.選擇“進(jìn)入”，選擇“智能儀表控制器”，選擇“對(duì)象特性”實(shí)驗(yàn)。 6.點(diǎn)開(kāi)PID2，把自動(dòng)改為手動(dòng)。 7.按順序打開(kāi)裝置的變頻器電源、電磁閥1、變頻器開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)變頻器。 實(shí)驗(yàn)步驟 8.點(diǎn)開(kāi)PID2，調(diào)節(jié)MV可控制水箱進(jìn)水量（20%80%最好），注意觀 察實(shí)驗(yàn)曲線的變化。 9.實(shí)驗(yàn)做完后，點(diǎn)擊“進(jìn)入報(bào)表”。 10. 點(diǎn)擊“讀取歷史數(shù)據(jù)”，保存數(shù)據(jù)并取走數(shù)據(jù)。 11. 在得到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師同意后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，收拾好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)后離開(kāi)。 實(shí)驗(yàn)做完后，點(diǎn)擊“進(jìn)入報(bào)表”，點(diǎn)擊“歷史數(shù)據(jù)”，點(diǎn)擊 時(shí)間屬性選擇實(shí)驗(yàn)的“起始時(shí)間”，可以修改讀取數(shù)據(jù)的時(shí) 間間隔，通常為14秒。 點(diǎn)擊“存儲(chǔ)數(shù)據(jù)”，數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在EXCEL文件中。數(shù)據(jù)文件 生成在“F盤(pán)12級(jí)實(shí)驗(yàn)”目錄下，復(fù)制、粘貼取走數(shù)據(jù)， 以便數(shù)據(jù)的處理。 強(qiáng)烈建議：以郵件附件形式發(fā)送到郵箱中，減少U盤(pán)接觸計(jì) 算機(jī)帶來(lái)病毒感染的問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)和分析，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告 思考題： 1.描述水箱的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、個(gè)數(shù)及它們各自的特點(diǎn)。 2.流體是從哪里來(lái)，又流到哪里去，是如何流動(dòng)的？ 3.水箱的水位高度及變化受到哪些因素的影響？ 4.液位的測(cè)量原理，液位高度是如何變成電流信號(hào)的？ 5.液位信