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过程控制实验指导书 殷华文 南阳理工学院自动化教研室 2011年10月 目 录 第一部分：基于“孝”字号过程控制实验装置的实验指导 实验一 恒压供水控制……………………………………………………………5 实验二 水箱液位单回路PID控制………………………………………………9 实验三 管道流量单回路PID控制………………………………………………12 实验四 锅炉温度单回路PID控制………………………………………………15 实验五 上下水箱液位串级控制…………………………………………………19 实验六 液位—流量串级控制……………………………………………………22 第二部分：基于“悌”字号过程控制实验装置的实验指导 实验一 恒压供水控制……………………………………………………………29 实验二 水箱液位单回路PID控制………………………………………………33 实验三 管道流量单回路PID控制………………………………………………36 实验四 锅炉温度单回路PID控制………………………………………………39 实验五 上下水箱液位串级控制…………………………………………………42 实验六 液位—流量串级控制……………………………………………………45 过程控制实验利用自制的两台过程控制实验装置进行，这两台设备分别命名为“孝”字号过程控制实验装置和“悌”字号过程控制实验装置。由于这两台设备的硬件配置不一样，所以实验指导的内容不一样，但是实验项目都是一样的。在“孝”字号上主要用智能仪表做实验，在“悌”字号上主要用力控组态软件和ADAM模块做实验。 第一部分：基于“孝”字号过程控制实验装置的实验指导 “孝”字号过程控制实验装置实验台后部接线端子排列图： 上排端子 中排端子 下排端子 实验一 恒压供水控制 恒压供水控制系统的设计主要完成水泵供水时保持恒压，为整个实验装置供水。该控制系统用智能仪表作为调节器，压力变送器作为反馈单元，把检测到的水泵出口水压信号传到智能仪表上，用智能仪表控制变频器，变频器驱动水泵变频调速运行，以达到恒压供水的目的。设置调整智能仪表的PID等参数，实现闭环控制。 一、实验目的 认识过程控制实验装置； 认识恒压供水控制系统的组成，掌握实验原理； 3. 掌握智能仪表的使用和参数整定； 4. 掌握实验装置的基本操作。 二、实验设备 “孝”字号过程控制实验装置： 交流变频器MMV440（PY101），智能仪表（PIC101），压力变送器（PIT101），磁力驱动泵（PV101），250欧的标准电阻，万用表。 三、实验控制指标 被控变量：磁力泵供水压力；设定值：50KPa；稳态误差§≤±2%。 四、实验原理 1、控制系统方框图 图1 恒压供水系统方框 2、变频器的设置和接线 本实验装置使用的是SIEMENS公司的MICROMASTER 440 系列交流变频调速器，功率是0.37KW。 实际接线：模拟量输入：选用端子（3）“ADC1+”和端子（4）“ADC1-”向变频器传送信号。数字量输入：用5，7，9三个端子输，5、9两端子用作电机开关，用来控制电机的启动。而7、9两端子表示电机的复位作用。实际接线图如图4。 图2 仪表输出控制变频器的模拟量信号接线图 变频器设置值：变频器的缺省设置(与变频器的型号和容量有关)是按4极电动机数据进行配置的：（1）由数字输入端控制 (ON/OFF 命令)；（2）通过模拟输入1 输入设定值 P1000 = 2；（3）感应电动机 P0300=1；（4）电动机冷却方式为自冷 P0335=0；（5）电动机的过载系数P0640=150 %；（6）最小频率 P1080=0 Hz；（7）最大频率 P1082=50 Hz；（8）斜坡上升时间P1120=10 s；（9）斜坡下降时间P1121=10 s；（10）线性的 V/f特性P1300=0。 变频器的状态显示屏：MICROMASTER 变频器前面板上有状态显示SDP，有两个LED 用于显示变频器的工作状态。 五、 实验步骤 1、配置管路 仔细观察实验装置上的管路、阀门、水泵，根据图3所示配置阀门和管道：打开手阀HV01、HV02、HV04、HV07、HV08；关闭手阀HV03、HV09、HV11、HV13、HV15、HV16、HV17、HV18构成管路。 图3 恒压供水控制管道仪表流程图 2、实验接线 仔细观察实验台上的仪表、传感器、接线端子排，按照图4所示进行接线。由于从现场过来的压力信号是4-20mA，所以在进入仪表PIC101的17、18端时，要在17、18端并上一个250欧的电阻将电流信号转化成1-5V电压信号。 图4 恒压供水系统回路仪表接线图 3、