专业综合实验指导书new

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1、专业综合实验指导书温度过程控制系统专业综合实验指导书一、实验目的：本实验装置以管式电炉为被控对象，用Honeywell通用数字式控制器，依据提出的技术要求，构成不同形式的温度控制系统。通过实验可进一步了解和掌握控制系统的构成；设计控制系统的依据；各单元在控制系统中的作用、要求，调校方法；以及系统的参数整定。通过控制系统的综合特性实验，将各门专业课中所学的内容有机的结合在一起，加深和巩固专业课的学习，从而锻炼和提高分析问题、解决问题的能力。二、实验要求：1．学习测定控制对象特性的方法。2．自动化仪表的初步使用。3．单回路控制系统的参数整定。4．控制参数对控制系

2、统品质指标的影响。5．控制系统的设计、计算、分析以及接线、投运等综合能力。6．加深对各相关学科知识内容的理解。三、实验内容：1.管式加热炉对象特性的测取和分析。2.依据工艺技术要求，对象特性和自动化装置等综合条件，设计合理的温度控制系统。3.闭环控制系统的参数整定和分析。四、实验框图：测量变送执行器调节器对象扰动给定偏差输出单回路控制系统15专业综合实验指导书（1）被控对象：管式加热炉（2）被控参数：管式加热炉内温度值，其工作范围0~800℃（3）测量元件：K型热电偶（4）控制器：Honeywell通用数字控制器（5）执行机构：可控硅电压调整器（6）扰动：管

3、式炉加热丝的供电电压、频率的变化，炉内外的热对流。五、实验主要步骤：1.对象特性的测取：对象特性的测取，是为了设计合理的控制系统和进行系统的参数整定。（1）按照实验原理图，设计出系统接线图，在控制柜上接好线路。（2）通过调节器手动输出给管式电炉加一个初始电压，约20V，当管式电炉内的温度，通过显示表及记录仪显示已稳定在某一温度值上，约10分钟后（此温度稳定过程大约50分钟），用调节器手动输出加10%阶跃电压，用记录仪记录下管式电炉在阶跃电压作用下的温度变化过程，从而得到包括热电偶在内的广义对象特性曲线。（3）计算和分析数据，从记录曲线上找出管式电炉的纯滞后时

4、间τ，时间常数T，以及放大系数K值，写出对象的传递函数。（4）实验中注意记录相关数据，如系统初始温度值，加阶跃扰动后系统的稳态温度值，温度变送器所选量程等。2.温度控制系统的参数整定：（1）依据所设计的控制系统，接好线路，将已确定的P，I，D参数在调节器中设定。（2）给电炉加初始电压20V左右，等待系统稳定。（3）通过记录仪观察温度稳定于某一温度值时，将调节器处于手动状态，加给定值扰动，使调节器给定值SP大于稳态值30℃，同时将调节器由手动切换到自动，此时整个系统处于按PID参数进行自动调节状态，用记录仪记录过渡过程曲线。（4）注意记录所需数据，观察整定效果

5、。（5）适当调整P，I，D参数，使过渡过程曲线达到4：1的衰减。15专业综合实验指导书六、实验装置简介：整套实验装置由管式加热炉，交流调压器，测温元件，控制柜，上位机，台式记录仪组成。通过控制柜上的接线端子，用导线连接，可构成单回路、串级等控制系统，并可完成对象特性的测定，调节器参数整定等实验。1.管式加热炉基本型电阻炉的外形结构，系采用薄钢板制成圆筒形，炉膛材料采用螺纹外丝管，由刚玉耐火材料制作。电热元件的绕法，以单根分别沿着螺纹槽内盘绕其中。炉壁外层四周采用泡沫保温砖材料做隔热层，炉管两端用耐火材料制成的炉口砖固定炉管。维护与注意事项：（1）电阻炉使用时

6、切勿超过最高工作温度，以免烧熔电热元件。最好在低于最高工作温度50℃以下工作，这样炉丝寿命较长。（2）电阻炉必须在环境温度5-40℃，相对温度不超过85%，没有导电尘埃与能腐蚀金属及能破坏绝缘的气体和爆炸性气体的场所。（3）禁止向炉膛内灌注各种液体及易熔金属，凡附有油质之类金属材料需进行加热时，有大量挥发性气体，要影响和腐蚀电热元件表面，使之烧毁和缩短使用寿命。因此，加热时应及时预防和做好密封盛器或适当开孔，加以排气处理。（4）定期检查电阻炉，各个接头的连接点是否良好。（5）在高温时，对热电偶不要骤然插入或拔出炉膛，以免外瓷管骤然爆裂，在插入或拔出时，要小心

7、动作，以防折断损坏。（6）炉膛内应经常保持清洁，随时清除炉内氧化物之类等杂物。2.交流调压器基本原理：本调压器是匝比连续可调的自耦调压器，当调压器电刷借助于手轮主轴和刷架的作用，沿线圈的磨光表面滑动时，就可连续的改变匝比，从而使输出电压平滑的从零调节到最大值。安装使用与维护（1）本机的输入电压值不得超过额定输入电压，（即105%U额定输入）以免烧坏本机；在不使用本机时，应将输出电压调至0V，且切断输入电压。15专业综合实验指导书（2）调压器必须良好接地，以保证安全。（3）使用时应经常注意输出电流不超过额定值，否则易使调压器寿命降低甚至烧毁。（4）使用时应缓慢

8、均匀地旋转手柄，以免引进电刷损坏或产生火花。3.控制