工學過程控制儀表及裝置實驗指導書1

1、過程控制儀表及裝置實驗指導書編寫 廣東石油化工學院 康玨學院年級專業(yè)學號姓名成績2000年 7 月 前 言過程控制儀表是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化必不可少的工具。而過程控制儀表及裝置這門課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的重要專業(yè)課之一，為了配合課堂教學，根據(jù)課程教學大綱要求，開設了過程控制儀表及裝置實驗課。為使實驗課能順利進行，編寫了過程控制儀表及裝置實驗指導書。通過實驗，可以讓學生理論聯(lián)系實際，加深對理論知識的理解和掌握，從而進一步認識過程控制儀表的基本結構和工作原理。通過實驗，學生還能掌握實驗儀器的正確使用和操作方法，學會主要儀表的調校及測試方法，培養(yǎng)實際動手能力和創(chuàng)新意識。實驗指導書中包含九個實驗項

2、目，每個實驗項目都包括：實驗目的、實驗內容、實驗設備與儀器、試驗原理、注意事項、實驗步驟、思考題及實驗報告八項內容，實驗項目覆蓋每個章節(jié)，項目中有些實驗是必做，有些實驗是選做，老師可以根據(jù)具體的教學要求進行選取。另外，SLPC可編程調節(jié)器的實驗可以安排成設計性實驗，詳細內容請參看SLPC可編程調節(jié)器設計實驗任務書。學生實驗守則1、 上實驗課前，學生應做好實驗預習。著重領會實驗目的、要求。掌握實驗原理、步驟和方法。2、 遵守實驗室各項規(guī)章制度，服從實驗室工作人員的指揮。文明實驗，不能穿拖鞋進入實驗室，不準亂扔雜物，不準在實驗室內嬉戲、喧嘩。3、 嚴格遵守儀器設備的操作規(guī)程。獨立思考細心觀察、如實

3、記錄，對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析和處理。4、 鼓勵學生自行設計實驗，使用前必須經(jīng)過實驗指導人員的同意方可進行。5、 對實驗室的公共財物要愛護，厲行節(jié)約，不準損壞和帶出實驗室，違者要追究責任。6、 實驗操作結束后，學生必須整理好所用的實驗器材并填寫儀器使用記錄，經(jīng)過實驗指導人員簽字后，方可離開實驗室，并獨立完成實驗報告。操作規(guī)程1、 熟悉各種控制儀表和設備，懂得各種儀器的用途及各自的操作方法。2、 外觀檢查，接線時注意電源極性，最好預熱半小時。3、 在檢驗差壓變送器時，操作順序是：啟動時，先通電，再加壓，停止時先卸壓，再斷電，要看清楚差壓變送器的測量范圍，用定值器加壓時，不允許超過此范圍，否則打壞

4、壓力表以及損壞變送器。4、 使用螺絲刀進行儀表的零位、終點調整時，用力要均勻，防止損害元件。標準電位差計應水平放置，注意電位差計的檢流計旋扭，調整時，動作要緩慢，實驗完成后，開關置“斷”。目 錄實驗一膜盒式差壓變送器的校驗1實驗二電容式差壓變送器的校驗4實驗三熱電偶溫度變送器的校驗7實驗四熱電阻溫度變送器的校驗10實驗五模擬調節(jié)器開環(huán)校驗13實驗六SLPC可編程調節(jié)器的編程設計與操作18實驗七SLPC可編程調節(jié)器PID控制參數(shù)整定22實驗八執(zhí)行器的調校25實驗一膜盒式差壓變送器的校驗一、實驗目的1了解并熟悉膜盒式差壓變送器整體結構及各種部件的作用，進一步掌握膜盒式差壓變送器的工作原理。2掌握膜

5、盒式差壓變送器的起點及終點調整、精度校驗方法。3掌握高、低量程的實現(xiàn)方法。 二、實驗項目1 掌握氣動定值器、標準電流表、標準壓力表、標準電阻箱的使用方法。2 了解膜盒式差壓變送器整體結構，熟悉各調節(jié)螺釘?shù)奈恢煤陀猛尽? 學會各儀器之間的正確接線，進一步理解二線制的概念。4 按照實驗步驟進行儀表的起點、終點調整，進行精度校驗。5 進行高、低量程檢查。三、實驗設備與儀器1膜盒式差壓變送器 1臺2標準電阻箱 1個3氣動定值器 1個4標準電流表 1臺5標準壓力表 1個6大、小螺絲刀 各1把7連接導線、氣壓導管 若干四、實驗原理實驗接線如圖1-1所示。圖1-1 膜盒式差壓變送器校驗接線圖膜盒式差壓變送器

6、是按照力矩平衡原理工作的。整機的方框圖如圖1-2所示。圖1-2 膜盒式差壓變送器結構框圖輸入差壓Pi與輸出Io的關系如下：(1)當儀表結構一定時,Io與Pi成線性。(2)Pi =0時，Io =4mA，否則可改變lZ大小（調整調零彈簧）。(3)Pi = Pmax時，Io =20mA否則可改變tg或Kf大?。ㄕ{整矢量角或反饋線圈匝數(shù)）。五、注意事項1 接線完成后需經(jīng)過檢查才能通電。2 加入差壓信號前注意變送器的量程，不許超出允許范圍。3 使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。4 標準電流表應水平放置，讀數(shù)時注意刻度、指針、視線應在同一水平線上。六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基

7、本要求、操作和注意事項。2實驗開始（1）按圖接線，經(jīng)檢查無誤后接通電源。（2）連接氣源，檢查氣路的密閉性。（3）用手輕按平衡錘，毫安表示值應隨之變化，并能聽到輕微吱叫聲。 檢查接線端子上高低檔連接片位置是否正確，當所需量程小于或等于儀表的最大范圍的1/3時，用低檔，反之用高檔。（4）起點調整：當變送器輸入差壓為零時，用螺絲刀調整零點螺釘，使輸出電流Io為4mA。（5）終點調整：用定值器均勻、緩慢輸入變送器終點對應的差壓信號，調整量程螺釘，使輸出電流Io為20mA。（6）反復進行4、5項調整，直至起點和終點均滿足精度要求為止。（7）精度校驗：將整個差壓范圍分為四等分，按0%、25%、50%、75

8、%、100逐點輸入相應的差壓值，信號輸入時要注意上行程和下行程，不能搞錯。此時，分別記錄下變送器相應的輸出電流大小,計算出各誤差，基本誤差和變差的計算公式如下：(7)在調好變送器的起點和終點之后，改變變送器的高低檔連接片位置，可以檢驗變送器的高低量程范圍，看看經(jīng)過改變后變送器的輸出有什么變化。3數(shù)據(jù)處理及實驗結果輸入差壓（MPa）標準輸出電流（mA）上行輸出電流（mA）上行誤差（mA）下行輸出電流（mA）下行誤差（mA）基本誤差（）變差（）結論七、實驗報告1 用專門的實驗報告紙進行。2 要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟，實驗數(shù)據(jù)記錄。3 計算各誤差、確定儀器的

9、精度等級，并判斷所校驗的儀器是否合格，要有結論，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1 膜盒式差壓變送器如何實現(xiàn)量程的調整的？2 矢量機構的矢量角大小對量程有何影響？3 說明高、低量程的跨接原理？實驗二 電容式差壓變送器的校驗一、實驗目的1了解并熟悉電容式差壓變送器整體結構及各種部件的作用。2掌握電容式差壓變送器的工作原理。3掌握電容式差壓變送器的起點及終點調整、精度校驗、遷移的調整方法。二、實驗項目1掌握氣動定值器、標準電流表、標準壓力表、標準電阻箱的使用方法。2了解電容式差壓變送器整體結構，熟悉各調節(jié)螺釘?shù)奈恢煤陀猛尽?按照實驗步驟進行儀表的起點、終點調整，進行精度、遷移校驗。三

10、、實驗設備與儀器1電容式差壓變送器 1臺2標準電阻箱 1個3氣動定值器 1個4標準電流表 1臺5標準壓力表 1個6大、小螺絲刀 各1把7連接導線、氣壓導管 若干四、實驗原理實驗接線如圖2-1所示。圖2-1 電容式差壓變送器校驗接線圖電容式差壓變送器是由測量和轉換兩部分串聯(lián)而構成。當被測差壓P作用在金屬膜片上，使膜片產(chǎn)生微小位移S，從而引起差動電容的電容量發(fā)生變化，通過測量電路和放大輸出電路將電容量的變化轉化為標準電流信號輸出。輸入差壓Pi與輸出Io的關系如下：(1)當儀表結構一定時,Io與Pi成線性。(2)Pi =0時，Io =4mA，否則可改變大?。ㄕ{整調零電位器W2）。(3)Pi = Pm

11、ax時，Io =20mA否則可改變K4大?。ㄕ{整量程電位器W3）。正、負遷移通過外接電阻進行，采用插件的形式將外接電阻接入相應位置。五、注意事項1接線完成后需經(jīng)過檢查才能通電。2加入差壓信號前注意變送器的量程，不許超出允許范圍。3使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。4標準電流表應水平放置，讀數(shù)時注意刻度、指針、視線應在同一水平線上。六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。2實驗開始（1）按圖接線，經(jīng)檢查無誤后接通電源。（2）起點調整：當變送器輸入差壓為零時，調整零點螺釘，標有“Z”的位置，使輸出電流Io為4mA。（3）終點調整：輸入變送器終點對應的差壓信

12、號，調整量程螺釘，標有“R”的位置，使輸出電流Io為20mA。（4）反復進行2、3項調整，直至起點和終點均滿足精度要求為止。（5）精度校驗：將整個差壓范圍分為四等分，按0%、25%、50%、75%、100逐點輸入相應的差壓值，信號輸入時要注意上行程和下行程，不能搞錯。此時，分別記錄下變送器相應的輸出電流大小,然后計算各誤差。基本誤差和變差的計算公式如下：(6)在調好變送器的起點和終點之后，進行零點遷移。根據(jù)正遷移或負遷移，將插件Sw1插在相應的位置上。（正遷移插到Sz側，負遷移插到E2側）。然后給變送器加輸入信號，輸入信號的大小可自行選定，但不能超過變送器的允許數(shù)值。調整零點螺釘“Z”使變送器

13、輸出電流為4mA。最后檢查起點和終點，看看經(jīng)過遷移后變送器的量程和零點有什么變化。必要時可進行微調。3數(shù)據(jù)處理及實驗結果輸入差壓（MPa）標準輸出電流（mA）上行輸出電流（mA）上行程誤差（mA）下行輸出電流（mA）下行程誤差（mA）基本誤差（）變差（%）結論七、實驗報告1用專門的實驗報告紙進行。2要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄。3計算各誤差、確定儀器的精度等級，并判斷所校驗的儀器是否合格，要有結論，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1電容式差壓變送器如何進行起點和終點的調整？為什么終點調好后還要檢查起點？2遷移時，為什么遷移量與量

14、程的代數(shù)和不能超出變送器的最大上限值？3變送器的零點遷移和零點調整有什么關系？實驗三 熱電偶溫度變送器的校驗一、實驗目的1了解并熟悉熱電偶溫度變送器整體結構及各種部件的作用，進一步掌握熱電偶溫度變送器的工作原理。2掌握熱電偶溫度變送器的起點及終點調整、精度校驗方法。二、實驗項目1 學會正確使用標準電位差計。2 學會各儀器之間的正確接線，與二線制接法比較。3 了解熱電偶溫度變送器整體結構，熟悉各調節(jié)螺釘?shù)奈恢煤陀猛尽? 按照實驗步驟進行儀表的起點、終點調整，進行精度校驗。三、實驗設備與儀器1熱電偶溫度變送器（DDZ-DBW-11） 1臺2標準電阻箱 1個3標準電位差計（UJ-27） 1臺4標準電

15、流表 1臺5螺絲刀 1把6連接導線 若干四、實驗原理實驗接線如圖3-1所示。圖3-1 熱電偶溫度變送器校驗接線圖熱電偶溫度變送器的構成原理圖如圖3-2圖3-2 熱電偶溫度變送器結構框圖 用電位差計代替熱電偶作為信號源產(chǎn)生一個標準信號，信號大小與被測溫度對應。此信號與調零、反饋信號疊加后經(jīng)放大單元15V 或420mA。變送器的靜特性：(1)當儀表結構一定時,Io與Ei成線性。(2)Ei=下限時，Io =4mA，否則可改變大小（調整調零電位器W1）。(3)Ei=上限時，Io =20mA否則可改變大?。ㄕ{整電位器W2）。五、注意事項1校驗前學會正確使用標準電位差計。2加入電勢信號注意變送器的量程，不

16、許超出允許范圍。3使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。4標準標準電位差計應水平放置，實驗完成后，開關置“斷”。六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。2實驗開始（1）按圖接線，經(jīng)檢查無誤后接通電源。（2）起點調整：根據(jù)熱電偶的分度號和不同的測量范圍，調節(jié)標準電位差計輸入測量下限對應的電勢值，用螺絲刀調整零點螺釘，使輸出電流Io為4mA。 （3）終點調整：用標準電位差計輸入測量上限對應的電勢值，調整量程螺釘，使輸出電流Io為20mA。 （4）反復進行2、3項調整，直至起點及終點均滿足精度要求為止。（5）精度校驗：將整個溫度范圍分為四等分，按0%、25%、5

17、0%、75%、100逐點輸入相應的電勢值，信號輸入時要注意上行程和下行程，不能搞錯。此時，分別記錄下變送器相應的輸出電流大小,計算出各誤差。 3數(shù)據(jù)處理及實驗結果輸入溫度（）對應的豪伏數(shù)（mV）輸出標準輸出電流（mA）上行輸出電流（mA）下行輸出電流（mA）誤差上行誤差（mA）下行誤差（mA）基本誤差（）變差（）結論七、實驗報告1用專門的實驗報告紙進行。2要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄。3計算各誤差、確定儀器的精度等級，并判斷所校驗的儀器是否合格，要有結論，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1、接線端為何要接一條短路線？在什么情況下

18、可以不用接？2在用標準電位差計輸入電勢值時，是否要考慮環(huán)境溫度？為什么？3大范圍改變量程時，只調整零點和量程電位器，儀表的精度會發(fā)生什么變化？實驗四 熱電阻溫度變送器的校驗一、實驗目的1了解并熟悉熱電阻溫度變送器整體結構及各種部件的作用，進一步掌握熱電阻溫度變送器的工作原理。2掌握熱電阻溫度變送器的起點及終點調整、精度校驗方法。二、實驗項目1學會各儀器之間的正確接線，與二線制接法比較。2了解熱電阻溫度變送器整體結構，熟悉各調節(jié)螺釘?shù)奈恢煤陀猛尽?按照實驗步驟進行儀表的起點、終點調整，進行精度校驗。三、實驗設備與儀器1熱電阻溫度變送器（DDZ-DBW-12） 1臺2精密電阻箱 1個3數(shù)字電壓表

19、1臺4直流電流表 1臺5螺絲刀 1把6連接導線 若干四、實驗原理實驗接線如圖4-1所示。 圖4-1 熱電阻溫度變送器校驗接線圖熱電溫度阻變送器的構成原理圖如圖4-2圖4-2 熱電阻溫度變送器結構框圖 用精密直流電阻箱代替熱電阻作為信號源向變送器輸入電阻信號，信號大小與被測溫度對應。此信號經(jīng)過線性化處理與調零、反饋信號疊加后經(jīng)放大單元15V 或420mA。變送器的靜特性：(1)當儀表結構一定時,Uo 或Io與Ut(或R)成線性。(2)R=下限時，Io =4mA，否則可改變Uz大?。ㄕ{整調零電位器W1）。(3) R=上限時，Io =20mA否則可改變m大?。ㄕ{整電位器W2）。五、注意事項1加入電阻

20、信號注意變送器的量程，不許超出允許范圍。2使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。2實驗開始（1）按圖接線，經(jīng)檢查無誤后接通電源。（2）起點調整：根據(jù)熱電阻的分度號和溫度不同的測量范圍，調節(jié)09999.99精密電阻箱輸入測量下限對應的電阻值，用螺絲刀調整零點螺釘，使輸出電流Io為4mA或電壓Uo為1V。 （3）終點調整：用精密電阻箱輸入測量上限對應的電阻值，調整量程螺釘，使輸出電流Io為20mA或電壓Uo為5V。 （4）反復進行2、3項調整，直至起點和終點均滿足精度要求為止。（5）精度校驗：將整個溫度范圍分為四等分，按

21、0%、25%、50%、75%、100逐點輸入相應的電阻值，信號輸入時要注意上行程和下行程，不能搞錯。此時，分別記錄下變送器相應的輸出電流或電壓大小,計算出各誤差。 3數(shù)據(jù)處理及實驗結果輸入溫度（）對應的電阻值（）輸出標準輸出電流（mA）上行輸出電流（mA）下行輸出電流（mA）誤差上行誤差（mA）下行誤差（mA）基本誤差（）變差（）結論七、實驗報告1用專門的實驗報告紙進行。2要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄。3計算各誤差、確定儀器的精度等級，并判斷所校驗的儀器是否合格，要有結論，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1輸入電阻信號時，采用幾

22、線制輸入？實際應用中，要求用幾線制連接？2引線電阻的變化是否會影響測量？為什么？3與熱電偶溫度變送器比較，在結構上它們有哪些異同點？實驗五 模擬調節(jié)器開環(huán)校驗一、實驗目的1熟悉模擬調節(jié)器的整體結構，了解各部分的作用。2掌握模擬調節(jié)器測量針的校驗方法。3知道模擬調節(jié)器的工作方式，學會進行各工作方式之間的無擾動切換。4掌握模擬調節(jié)器控制參數(shù)比例度、積分時間的測定方法。二、實驗項目1熟悉模擬調節(jié)器（電型或EK）正、側面板布置，了解各種開關的用途及主要部件在電路板的位置。2檢查模擬調節(jié)器是否正常。3進行測量指針的起點、終點、中間刻度校驗。4按照實驗步驟進行各控制參數(shù)的測定和校驗。三、實驗設備與儀器1模

23、擬調節(jié)器（電型或EK） 1臺2標準電阻箱 1個3恒流給定器 1臺4標準電流表 1臺5螺絲刀和秒表 各16連接導線 若干四、實驗原理實驗接線如圖5-1（電型）、5-2（EK）所示。圖5-1 電型模擬調節(jié)器開環(huán)校驗接線圖圖5-2 EK型模擬調節(jié)器開環(huán)校驗接線圖由恒流給定器的輸出作為調節(jié)器的測量信號，當調節(jié)器的給定為某一數(shù)值時，改變測量信號，產(chǎn)生一個偏差階躍輸入，此時，分別測出比例度、積分時間的實際值，與調節(jié)器上的刻度值比較，計算出誤差，最后判斷各參數(shù)是否滿足技術指標要求?？刂茀?shù)的測試原理：(1)比例度（2）微分時間TD時間常數(shù)：TD的測定（參看圖5-3）： 圖5-3 比例微分作用響應曲線比例度1

24、00%，在階躍信號輸入下，（如U01變化10%（1.6mA），輸出為U01，當輸出從U01開始下降了微分作用的63.2%（ ）所需要的時間再乘以KD即為TD。（3）積分時間TI圖5-4 比例積分作用響應曲線五、注意事項1接線完成后需經(jīng)過檢查才能通電。2使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。2實驗開始（1）按圖接線，經(jīng)檢查無誤后接通電源，預熱30分鐘。（2）測量指示刻度校驗將調節(jié)器正面、側面板上各開關置于如下位置： 工作方式切換開關： 軟手動測量標定切換開關： 測量給定開關： 內給正反作用開關： 正 比例度： 最大積分

25、時間TI最大微分時間TD關起點、終點刻度校驗：由恒流給定器從端子、分別輸入4mA、20mA電流信號，測量針應分別指示0%、100%。當誤差超過±1%時，應調整機械零點和指示單元的測量指示量程電位器。中間刻度校驗：把測量標定切換開關置于“標定”位置，這時，測量針和給定針都應指示50%，當誤差超過±1%時，應調整指示單元中的“標定電壓調整”電位器，此時，標定電壓為3V。將整個范圍分為四等分，按0%、25%、50%、75%、100逐點輸入相應的電流值，此時，記錄下相應的指針位置,為方便讀數(shù)，可以對準指針0%、25%、50%、75%、100的位置，記錄相應的輸入電流值，然后計算出誤

26、差。數(shù)據(jù)處理及實驗結果 序號 項目刻度值實際值誤差結論（3）控制參數(shù)測試比例度的測試：將調節(jié)器側面板上，測量標定切換開關置于“測量”位置，其余開關位置不變。a調節(jié)調節(jié)器正面板上的給定，使給定指示50%，再調節(jié)恒流給定器使測量指示50%（12mA），調節(jié)軟手動手桿使調節(jié)器輸出電流Io為10mA。b將比例刻度盤對準要測試的點的位置，如100%的位置，迅速將工作方式切換開關切向“自動”，調節(jié)器輸出應保持10mA不變，用恒流給定迅速加入一個大小適當?shù)妮斎肫钚盘枺藭r，記錄下調節(jié)器的輸出電流值。c再選擇其它刻度點如：2%、500%進行上述操作，記錄下相應的輸出電流值，將刻度值和實際比例度值比較，計算出

27、誤差。計算公式如下：實際比例度：誤差=數(shù)據(jù)處理及實驗結果： 序號 項目刻度值（%）實際值（%）誤差結論 d100%比例刻度校驗：重復a、b操作后，用螺絲刀調節(jié)比例刻度盤，使刻度盤對準真正的100%的位置，不是原來的校驗位置。如：偏差變化2mA（假設測量值增加2mA），調節(jié)比例刻度盤使調節(jié)器的輸出電流也變化2mA（Io變到12mA），此時的刻度盤位置就是標準的100%刻度。積分時間的測試將比例刻度盤置于標準的100%處，其余開關位置不變。a調節(jié)調節(jié)器正面板上的給定，使給定指示50%，再調節(jié)恒流給定器使測量指示50%（12mA），調節(jié)軟手動手桿使調節(jié)器輸出電流Io為10mA。b將積分刻度盤對準要測

28、試的點的位置（可將全刻度盤分為3點），迅速將工作方式切換開關切向“自動”，此時沒有加入偏差調節(jié)器輸出應保持10mA不變。用恒流給定迅速加入一個大小適當?shù)妮斎肫钚盘?#177;e（信號不要太大以免超出范圍），同時啟動秒表，當輸出Io從10mA變化到（10±2e）時，停止記時。此時，記錄下秒表的讀數(shù)。c再選擇其它刻度點進行上述操作，將記錄下來的秒表讀數(shù)與刻度值比較，計算出誤差。計算公式如下：數(shù)據(jù)處理及實驗結果： 序號 項目刻度值（秒）秒表讀數(shù)（秒）誤差結論七、實驗報告1 用專門的實驗報告紙進行。2 要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄。3 計

29、算各誤差，并判斷所驗證的參數(shù)刻度是否合格，要有結論，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1調節(jié)器實現(xiàn)無平衡無擾動切換有何實際意義？2如果將調節(jié)器工作方式切換開關置于“硬手動”位置，當輸入偏差變化時，調節(jié)器的輸出將會怎樣變化？3如何進行給定指針的校驗？4為什么EK調節(jié)器沒有設置“硬手動”操作？實驗六SLPC可編程調節(jié)器的編程設計與操作一、實驗目的1熟悉SLPC可編程調節(jié)器的硬件結構及各種運算功能模塊的工作原理和特性。2學會各儀器之間的正確接線，了解各操作鍵的正確使用方法。3掌握SLPC的編程和設計方法，進一步提高編程技巧。二、實驗項目1熟悉SLPC調節(jié)器正、側面板布置，了解各種開關和按

30、鍵的用途及操作。2儀器之間正確接線，判斷SLPC調節(jié)器是否正常。3學會使用編程器，將預先編好的程序鍵入，并進行各種參數(shù)的設置。4按實驗內容進行項目的驗證。三、實驗設備與儀器1SLPC可編程調節(jié)器 1臺2編程器 1臺3恒流源 1臺4數(shù)字電流表 1臺5數(shù)字電壓表 2臺6秒表 1塊7連接導線 若干8實驗架 1個四、實驗原理實驗接線如圖7-1所示。由恒流源給實驗架上的橋路提供工作電流，由此產(chǎn)生兩個可調的（調節(jié)電位器W1可改變輸入X1，調節(jié)電位器W2可改變輸入X2）標準電壓15V作為SLPC調節(jié)器的輸入信號，然后按實驗內容進行各項目的驗證。五、注意事項1接線完成后需經(jīng)過檢查才能通電，儀器的通電順序嚴格按

31、照規(guī)定進行，斷電也是如此。2儀器接線時要斷電進行。SLPC調節(jié)器實驗架圖7-1SLPC可編程調節(jié)器實驗接線圖六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。2實驗前應把要進行的實驗項目設計好程序并接受檢查。3實驗開始（1）按圖接線，并把編程器連接到SLPC調節(jié)器上，編程器上的開關置于“PROGRAM”位置，經(jīng)檢查無誤后接通電源，通電順序為：先接通編程器，再接通SLPC調節(jié)器。斷電順序相反。（2）正反作用開關（ACTION）置于“正”。 （3）對編程器進行初始化，然后根據(jù)實驗項目內容鍵入程序。（）實驗項目如下：四則運算驗證編寫出如下式子的程序并進行輸出結果驗證。操作過

32、程如下：a 調節(jié)電位器W1使數(shù)字電壓表顯示X1為2V或SLPC調節(jié)器側面板顯示25%。調節(jié)電位器W2使數(shù)字電壓表顯示X2為2V或SLPC調節(jié)器側面板顯示25%。記錄下SLPC調節(jié)器側面板Y1的輸出值或數(shù)字電流表Y1的指示，填入表1。b X2不變，改變電位器W1使X1分別為3V、4V或SLPC調節(jié)器側面板顯示50%、75%，記錄下SLPC調節(jié)器側面板Y1的輸出值或數(shù)字電流表Y1的指示，填入表1。表1X1X2Y1 純滯后時間的驗證編寫出如下式子的程序并進行純滯后時間的驗證。操作過程如下：a 在調節(jié)器側面板上設定好P01=1%，待輸出穩(wěn)定后，迅速改變輸入信號X1（增加或減少），同時啟動秒表，觀察輸出

33、信號Y1，到Y1發(fā)生變化時停止記時，記下秒表讀數(shù)填入表2。b 再設定P01=6%，重復以上過程。表2純滯后時間設定值讀數(shù)值誤差十段折線函數(shù)驗證編寫出十段折線函數(shù)程序后，將輸入10等份，按照圖7-2所示設定出對應的輸出值F01F11，并驗證結果。FXnn=12圖7-2 十段折線函數(shù)在調節(jié)器側面板上設定出F01F11，改變輸入信號X1調節(jié)電位器W1為表3中的數(shù)值，觀察輸出信號Y1，并記錄。表3 X125%35%45%65%85%Y1PF鍵及PF燈的作用驗證用調節(jié)器正面板上PF鍵產(chǎn)生出狀態(tài)信號來控制PF燈的亮滅狀態(tài)，每按一次PF鍵，PF燈的狀態(tài)就發(fā)生變化，由原來的0狀態(tài)變?yōu)?狀態(tài)，或由原來的1狀態(tài)變

34、為0狀態(tài)，如圖7-3所示。PF鍵PF燈圖7-3 PF燈的狀態(tài)變化圖七、實驗報告1用專門的實驗報告紙進行。2要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄。3寫出每個實驗項目的編程設計程序，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1SLPC調節(jié)器與模擬調節(jié)器的工作方式有什么異同？2外部端子輸入的模擬信號15V，與SLPC內部的X1有什么對應關系？實驗七SLPC可編程調節(jié)器PID控制參數(shù)整定一、實驗目的1熟悉SLPC可編程調節(jié)器的控制功能模塊的工作原理和特性。2清楚SLPC的工作方式以及切換方法，學會進行各工作方式之間的無擾動切換。3弄清SLPC調節(jié)器中主程

35、序與仿真程序的區(qū)別，學習SLPC 控制參數(shù)的整定方法。二、實驗項目1進一步熟悉SLPC調節(jié)器正、側面板各種開關和按鍵的用途及操作。2以一個給定的流量控制系統(tǒng)為例編寫出主程序與仿真程序，并使用編程器鍵入，同時進行各種參數(shù)的設置。3進行各工作方式之間的無擾動切換，PID控制參數(shù)的整定。三、實驗設備與儀器1SLPC可編程調節(jié)器 1臺2編程器 1臺3恒流源 1臺4秒表 1塊5連接導線 若干6實驗架 1個四、實驗原理實驗項目如下：一個給定的簡單流量控制系統(tǒng)：采用基本PID控制，被控對象的傳遞函數(shù)為：K1為對象的放大倍數(shù)，可設置為0.6 T為對象的時間常數(shù)，可設置為5秒要求系統(tǒng)能進行外部串級設定。實驗接線

36、如圖8-1所示。利用仿真程序編寫出模擬一個實際對象的數(shù)學模型，通過外部的硬件連接與主程序構成一個閉環(huán)系統(tǒng)，以便進行運行測試。通過運行測試檢查所編程序是否完整合理，是否需要修改，同時，通過閉環(huán)試運行確定出最佳整定參數(shù)。主程序與仿真程序的連接如圖8-2所示。虛線為SLPC外部的硬件連線。 圖8-1 SLPC可編程調節(jié)器閉環(huán)連接圖 圖8-2 SLPC主程序與仿真程序的連線圖五、注意事項1接線完成后需經(jīng)過檢查才能通電，儀器的通電順序嚴格按照規(guī)定進行，斷電也是如此。2儀器接線時要斷電進行。六、實驗說明及操作步驟1由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。2實驗前應把要進行的實驗項目設計好程序并

37、接受檢查。3實驗開始（1）按圖接線，并把編程器連接到SLPC調節(jié)器上，編程器上的開關置于“PROGRAM”位置，經(jīng)檢查無誤后接通電源，通電順序為：先接通編程器，再接通SLPC調節(jié)器。斷電順序相反。（2）對編程器進行初始化，然后根據(jù)實驗項目內容鍵入主程序，然后鍵入仿真程序，并在編程器上設定參數(shù)K01=0.6，并確認。按運行鍵系統(tǒng)投入運行。（3）在SLPC側面板上需要設定的參數(shù)有：正反作用開關（ACTION）置于“反”。MODE2鍵為1（按住按鍵1秒以上的時間）P01=5%PID的控制參數(shù)：比例度PB、積分時間TI、微分時間TD，三個參數(shù)的初始值可以任意設定，最終選擇一組最佳的參數(shù)。操作過程如下：

38、c 將SLPC的工作方式無擾動切換到串級C方式，調節(jié)電位器W2使X2為3V或SLPC調節(jié)器側面板顯示50%。此時測量針應隨之變化，迅速跟蹤給定針，直到最終測量值等于給定值。如果不發(fā)生此事，說明程序或參數(shù)設定有問題，應進行檢查。d 在系統(tǒng)穩(wěn)定后，調節(jié)電位器W2迅速加入一個±10%偏差信號，同時啟動秒表，觀察測量針跟蹤給定針的情況，待系統(tǒng)重新穩(wěn)定后，停止記時。記錄下過渡過程的時間。e 重新設置比例度PB、積分時間TI、微分時間TD，重復上述過程。一般情況下，過渡過程曲線來回波動3次，或超調量最小，過渡過程的時間最短，則認為整定參數(shù)最佳。上述過程可以重復多次，直到你認為已整定出最佳的參數(shù)為

39、止。選擇其中三組參數(shù)填入表1。表1PB（%）TI（秒）TD（秒）過渡時間（秒）七、實驗報告1用專門的實驗報告紙進行。2要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗設備及連接圖、自己做實驗的步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄。3寫出實驗項目的主程序與仿真程序，畫出系統(tǒng)功能框圖，完成思考題，最后寫出本次實驗的體會。八、思考題1SLPC調節(jié)器實現(xiàn)閉環(huán)試運行有何實際意義？2如果過渡過程曲線出現(xiàn)超調量過大，應如何調整控制參數(shù)？3如果SLPC調節(jié)器的給定為“內給定”，工作方式應作何調整？程序又有什么變化？4如果PF燈的狀態(tài)完全與PF鍵狀態(tài)相同，程序又該如何編寫？實驗八 執(zhí)行器的調校一、實驗目的1進一步了解氣動薄膜執(zhí)行器的整體結構及各種部件的作用。2掌握氣動薄膜執(zhí)行器的起點及終點調整、精度測試方法