十離心泵恒流量控制

1、實(shí)驗(yàn)十離心泵恒流量控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)定離心泵恒流量控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下， 離心泵出口流量的過渡過程, 利用最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時(shí)間等參數(shù)評(píng)價(jià)離心泵恒流 量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。2. 掌握比例度P、積分時(shí)間I參數(shù)在流量控制系統(tǒng)中的作用和對(duì)過渡過程品質(zhì) 指標(biāo)的影響。二、實(shí)驗(yàn)裝置過程設(shè)備與控制多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理離心泵恒流量控制系統(tǒng)圖如圖7-1所示，控制系統(tǒng)方框圖如圖7-2所示。圖7-1離心泵恒流量控制系統(tǒng)圖申，動(dòng)調(diào)節(jié)閥工業(yè)調(diào)節(jié)器圖7-2離心泵恒流量控制系統(tǒng)方框圖離心泵恒流量控制系統(tǒng)為單回路簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)， 安裝在離心泵出口管路上渦 輪流量傳感器TT將離心泵出口流量轉(zhuǎn)換

2、成脈沖信號(hào)，其脈沖頻率經(jīng)頻率/電壓轉(zhuǎn) 換器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后輸出至流量調(diào)節(jié)器 TC, TC將流量信號(hào)與流量給定值比較 后，按PID調(diào)節(jié)規(guī)律輸出4-20mA言號(hào)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥改變調(diào)節(jié)閥的開度，達(dá) 到恒定離心泵出口流量的目的。離心泵恒流量控制系統(tǒng)方框圖如圖7-3所示?？刂茀?shù)如下：1. 控變量y:離心泵出口流量 Q。2. 定值（或設(shè)定值）ys :對(duì)應(yīng)于被控變量所需保持的工藝參數(shù)值，在本實(shí)驗(yàn) 中取 1.5 L/s 。3. 測(cè)量值ym由傳感器檢測(cè)到的被控變量的實(shí)際值，在本實(shí)驗(yàn)中為離心 泵出口流量值Q4. 操縱變量（或控制變量）：實(shí)現(xiàn)控制作用的變量，在本實(shí)驗(yàn)中為離心泵出 口流量。使用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器

3、對(duì)離心泵出口流量進(jìn)行控制。電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥的輸入信號(hào)范圍：4-20mA輸出：閥門開度0-16mm5. 干擾（或外界擾動(dòng)）f :干擾來自于外界因素，將引起被控變量偏離給定值。在本實(shí)驗(yàn)中采用突然改變離心泵轉(zhuǎn)速的方法，改變離心泵出口壓力，人 為模擬外界擾動(dòng)給控制變量造成干擾。6. 偏差信號(hào)e被控變量的實(shí)際值與給定值之差，e=ys-ymym離心泵出口流量值 Q ys 離心泵出口流量設(shè)定值。7. 控制信號(hào)u工業(yè)調(diào)節(jié)器將偏差按一定規(guī)律計(jì)算得到的量離心泵恒流量控制系統(tǒng)采用比例積分控制規(guī)律 （P1D）對(duì)離心泵流量進(jìn)行控 制。比例積分控制規(guī)律是比例與積分兩種控制規(guī)律的組合， 理想的PID調(diào)節(jié) 規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：u

4、(t)二 Kpt0e(t)dt Tdde(t)dtpid規(guī)律在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用渦輪流量傳感器和變換器圖 7-3 離心泵恒流量控制系統(tǒng)方框圖假定在時(shí)間t=0之前，系統(tǒng)穩(wěn)定，且被調(diào)參數(shù)-離心泵的出口流量Q等于 設(shè)定值。若在 t=0 時(shí)刻，外加壓力階躍干擾， 離心泵出口壓力開始變化并按衰減 振蕩的規(guī)律經(jīng)過一段時(shí)間后， 離心泵出口流量逐漸趨于穩(wěn)定。 完成了一次過渡過 程。壓力 P0t0時(shí)間 t圖 7-4 階躍干擾信號(hào)四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 將流量表設(shè)定值設(shè)為：SV=2.0 L/s , P=300, 1=4 ;2. 開動(dòng)冷水泵，關(guān)閉出口截止閥或出口球閥3. 調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)旋鈕，使壓力表顯示值為 0.45Mp

5、a；4. 調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)旋鈕，使流量表顯示值為 2.0 L/s ；5. 按下流量表下的自動(dòng)按鈕；6. 當(dāng)流量穩(wěn)定后，鼠標(biāo)點(diǎn)擊清空數(shù)據(jù)庫，鼠標(biāo)點(diǎn)擊記錄數(shù)據(jù)，開始記錄數(shù) 據(jù)；7. 調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)旋鈕使壓力改變 0.05Mpa左右，造成人為干擾，觀察流量 恢復(fù)過程；8. 退出組態(tài)王，運(yùn)行數(shù)據(jù)處理程序，觀察溫度變化曲線。五、計(jì)算過渡過程質(zhì)量指標(biāo) 1 .最大偏差A(yù):被調(diào)參數(shù)的最大值。2余差）:當(dāng)過渡過程終了時(shí)，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差。3. 衰減比n：過渡過程曲線上同方向的相鄰兩個(gè)波峰之比，一般n取410之 間為宜。4. 振蕩周期：過渡過程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時(shí)間叫振蕩周期或工作 周期，在衰減比相同的情況下，周期與過渡時(shí)間成正比，一般希望振蕩周期 短一些為好。5. 過度時(shí)間ts :從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時(shí)止,過渡過程所經(jīng)歷的時(shí)間。六、要求1.寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告2回答思考題。思考題 1離心