控制技術(shù)與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(THJ2)

控制技術(shù)與系統(tǒng)課實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、差壓傳感器的零點(diǎn)遷移和性能測試…………2實(shí)驗(yàn)一、大水箱液位控制系統(tǒng)………5實(shí)驗(yàn)二、上、下小水箱液位串級控制系統(tǒng)…………9測控技術(shù)與儀器專業(yè)《控制技術(shù)與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)》是為了配合控制技術(shù)與系統(tǒng)課程的教學(xué)而設(shè)置的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。該實(shí)驗(yàn)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中進(jìn)行綜合訓(xùn)練的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是有助于培養(yǎng)應(yīng)用性人才的一種教學(xué)形式，它將使學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決本專業(yè)方向的實(shí)際問題方面得到系統(tǒng)性的訓(xùn)練。學(xué)生在進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)后可掌握以下內(nèi)容：1、傳感器特性的認(rèn)識和零點(diǎn)遷移；2、自動(dòng)化儀表的綜合認(rèn)識及使用；3、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性和原理；4、單回路控制系統(tǒng)的控制參數(shù)整定；5、復(fù)雜控制回路系統(tǒng)的控制參數(shù)整定；6、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析、接線、投運(yùn)等綜合能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)過程的基本程序：1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、提出實(shí)驗(yàn)方案；3、畫實(shí)驗(yàn)接線圖；4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，做好觀測和記錄；5、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、差壓傳感器的零點(diǎn)遷移和性能測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解差壓傳感器的結(jié)構(gòu)原理和使用方法。（2）掌握差壓傳感器零點(diǎn)的遷移方法。（3）測試和分析差壓傳感器的特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：（1）THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置；（2）萬用表1只；（3）小一字螺絲刀1把。三、實(shí)驗(yàn)原理：1、差壓傳感器零點(diǎn)的遷移在使用差壓傳感器測量水箱液位時(shí)，其差壓△P（△P=P正-P負(fù)）與水箱液位高度H之間有著如下的關(guān)系：△P=ρ*g*H式中ρ為液體密度，g為重力加速度。在“無遷移”時(shí)，即H=0，作用在正、負(fù)壓室的壓力應(yīng)該相等。然而，圖0-1、差壓傳感器在實(shí)際應(yīng)用中，由于多種原因常會(huì)出現(xiàn)當(dāng)H=0時(shí)，△P≠0的情況，如圖0-1中的直線（1）所示。H=0時(shí)，變送器的輸出不為4mA；H=Hmax時(shí)，變送器輸出不為20mA。零點(diǎn)遷移的方法就是改變P負(fù)的大小，使得輸出與液面滿量程一致，遷移的實(shí)質(zhì)是改變變送器的零點(diǎn)，如圖0-1的a，b，c各點(diǎn)所示。遷移的同時(shí)改變了測量范圍的上下限，相當(dāng)于測量范圍的平移，但不會(huì)改變量程的大小。2、差壓傳感器的線性度和偏差任何測量過程都存在一定的誤差，因此檢測時(shí)必須知道精確程度，以便估計(jì)測量結(jié)果與真實(shí)值的差距，即估計(jì)測量值的誤差大小。精確度不僅與絕對誤差有關(guān)，而且還與其測量范圍有關(guān)。變差是指在外界條件不變的情況下，對被測量在測量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到小）測量時(shí)，被測量值正行程和反行程所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。線性度是表征輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、設(shè)備的連接和檢查：（以大水箱液位零點(diǎn)遷移為例）(1)關(guān)閉閥24，將THJ-2實(shí)驗(yàn)對象的儲水箱灌滿水（至最高高度）。(2)打開以丹麥泵、電磁閥、渦輪流量計(jì)組成的動(dòng)力支路至大水箱的進(jìn)水閥門：閥23、閥21、閥22、閥19，關(guān)閉動(dòng)力支路上通往其它對象的切換閥門:閥11、閥8、閥9、閥22。(3)檢查電源開關(guān)是否關(guān)閉2、系統(tǒng)連線(1)將I/O信號接口板上的大水箱液位的鈕子開關(guān)打到ON位置。(2)三相電源、單相Ⅰ、單相Ⅱ、單相Ⅲ的空氣開關(guān)打在關(guān)的位置。(3)將大水箱250Ω液位+（正極）接到任意一個(gè)智能調(diào)節(jié)儀的1端（即RSV的+極），大水箱液位-（負(fù)極）接到智能調(diào)節(jié)儀的2端（即RSV的-極）。(4)單相水泵電動(dòng)機(jī)的1L端接THJ-2電源控制屏上對應(yīng)的單相Ⅰ(220V/5A)的1L端，將1N端接至單相Ⅰ（220V/5A）的1N端。(5)智能調(diào)節(jié)儀的～220V輸入的L端（即9端）和N端（即10端）也分別接單相Ⅲ（220V/5A）的3L端和3N端。(6)將電壓指示切換鈕子開關(guān)打在24V輸出位置。將直流24V輸出“+”端接直流電磁閥VD11端，直流24V輸出“-”端接直流電磁閥24V（-）端。3、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置(1)將實(shí)驗(yàn)裝置電源插頭接到三相380V的三相四線制交流電源插座上。(2)打開電源三相帶漏電保護(hù)空氣開關(guān)和總電源鑰匙開關(guān)，電源指示燈亮，電壓表指示380V，停止按鈕紅燈亮。(3)按下電源控制屏上的啟動(dòng)按鈕，即可開啟電源。4、實(shí)驗(yàn)步驟(1)將智能調(diào)節(jié)儀對應(yīng)的電源空氣開關(guān)拉上，此時(shí)根據(jù)人工智能調(diào)節(jié)儀的使用說明書和傳感器的原理特性，先調(diào)節(jié)傳感器的零位電位器使得傳感器的輸出在儀表上顯示為0（即調(diào)零）。(2)將單相水泵電動(dòng)機(jī)的電源開關(guān)拉上，此時(shí)給大水箱供水。(3)當(dāng)大水箱的水接近于滿量程（65cm左右）時(shí)，此時(shí)把單相水泵電動(dòng)機(jī)的電源關(guān)掉。(4)用卷尺測量大水箱里的水柱高度，然后通過調(diào)節(jié)傳感器的滿量程電位器（即調(diào)增益）將智能調(diào)節(jié)器的輸出顯示值與所測的實(shí)際液位值相對應(yīng)。(5)再將大水箱的出水閥14打開將水放掉，這個(gè)過程中可以用卷尺跟蹤測試液柱下降時(shí)每一時(shí)刻的高度能否與智能儀表的輸出顯示值對應(yīng)上（測試傳感器的線性度）。(6)當(dāng)大水箱的水放完以后,看智能儀表的輸出顯示是否為零，再將閥14關(guān)閉，拉上單相水泵電動(dòng)機(jī)的電源開關(guān)，再次給大水箱灌水，這個(gè)過程中也可以用卷尺跟蹤測試液柱上升時(shí)每一時(shí)刻的高度能否與智能儀表的輸出顯示值對應(yīng)上（測試傳感器的線性度）。(7)通過重復(fù)（1）——（5）的調(diào)節(jié)過程，反復(fù)調(diào)節(jié)傳感器零位和增益電位器，使得最終大水箱實(shí)際液位與傳感器實(shí)時(shí)輸出顯示一一對應(yīng)。五、注意事項(xiàng)1、在實(shí)驗(yàn)過程中切勿同時(shí)調(diào)整零位和增益電位器；2、在大水箱靜態(tài)水位測量水柱高度時(shí)切記將閥19關(guān)閉，以免大水箱中的水回流。六、思考題1、零點(diǎn)遷移的實(shí)質(zhì)是什么？2、在本實(shí)驗(yàn)中，是正遷移