流量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第一章過程控制儀表課程設(shè)計(jì)的目的意義2 1.1設(shè)計(jì)目的2。 1.2課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用2。 第二章 流量控制系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)部分）打 2. 1控制系統(tǒng)工藝流程3 2.2控制系統(tǒng)的控制要求。4 2 . 3系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試5 第三章流量控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求6 3.1控制系統(tǒng)工藝流程6 3. 2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求7。 第四章總體設(shè)計(jì)方案 4. 1 設(shè)計(jì)思想8 4. 2 總體設(shè)計(jì)流程圖8 第五章硬件設(shè)計(jì)9 5. 1硬件設(shè)計(jì)概要9。 5. 2 硬件選型9 5.3 硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖及其說明13 第六章軟件設(shè)計(jì)14 6 . 1軟件設(shè)計(jì)流程圖及其說明14 6. 2 源程序及其說明16 第七章系統(tǒng)調(diào)試及

2、使用說明，17 第八章收獲、體會(huì)20 參考文獻(xiàn)21 第一章 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的目的意義 1. 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本次課程設(shè)計(jì)是為過程控制儀表課程而開設(shè)的綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對 現(xiàn)代檢測技術(shù)、自動(dòng)控制理論、過程控制儀表、汁算機(jī)控制技術(shù)等前 期課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要是通過對典型工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的典 型工藝參數(shù)的測量方法、信號(hào)處理技術(shù)和控制系統(tǒng)的設(shè)訃,掌握測控對象參數(shù)檢 測方法、變送器的功能、測控通道技術(shù)、執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥的功能、過程控制儀表 的PID控制參數(shù)整定方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)來分析和解決實(shí)際問題的 能力，使學(xué)生通過自己動(dòng)手對一個(gè)工業(yè)過程控制對象進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)與選型，促進(jìn)

3、 學(xué)生對儀表及其理論與設(shè)計(jì)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過對一個(gè)典型工業(yè)生產(chǎn)過程（如煤氣脫硫工藝 過程）進(jìn)行分析，并對其中的液位參數(shù)設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)。設(shè)訃中要求學(xué)生掌握變送 器功能原理，能選擇合理的變送器類型型號(hào)；掌握執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥的功能原理，能 選擇合理的器件類型型號(hào)；掌握PID調(diào)節(jié)器的功能原理，完成液位控制系統(tǒng)的總 體設(shè)訃，并畫出控制系統(tǒng)的原理圖和系統(tǒng)主要程序框圖。通過對過程控制系統(tǒng)的 組態(tài)和調(diào)試，使學(xué)生對過程控制儀表課程的內(nèi)容有一個(gè)全面的感性認(rèn)識(shí)，掌 握常用過程控制系統(tǒng)的基本應(yīng)用，使學(xué)生將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來，有效的 鞏固與提高理論教學(xué)效果。 1.2課程設(shè)計(jì)在教學(xué)計(jì)劃中的地位和

4、作用 本課程設(shè)訃是為過程控制儀表課程而開設(shè)的綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對現(xiàn) 代檢測技術(shù)、自動(dòng)控制理論、過程控制儀表、汁算機(jī)控制技術(shù)等前期課 堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合應(yīng)用，使學(xué)生加深對過去已修課程的理解,用本課程所學(xué)的基本 理論和方法，運(yùn)用訃算機(jī)控制技術(shù)，解決過程控制領(lǐng)域的實(shí)際問題，為學(xué)生今后 從事過程控制領(lǐng)域的丄作打下基礎(chǔ)。因此本課程在教學(xué)計(jì)劃中具有重要的地位和 作用。 第二章 流量控制系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)部分） 2.1控制系統(tǒng)工藝流程 說明:FT為流量變送器,FC為智能調(diào)節(jié)器,VL為電動(dòng)閥,SSR為固態(tài)繼電器控制 輸出，Q表示流量。圖2.3同。 :給左量Qs 被控制MQ 一 圖2.2內(nèi)容器單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)方塊流程

5、圖 圖2.4雙閉環(huán)比值控制方塊流程圖 2.2控制系統(tǒng)的控制要求 2. 2.1 單閉環(huán)控制 要求給定流量范圍為040 0 L/h,流量從2 0 OL/h穩(wěn)態(tài)向3 0 0 L / h穩(wěn)態(tài) 過渡的調(diào)節(jié)時(shí)間不超過10 0 s,超調(diào)量不超過5%,穩(wěn)態(tài)誤差不超過5%. 2. 2.2雙閉環(huán)比值控制 主回路（圖2.4中FC1調(diào)節(jié)的回路）要求如單閉環(huán)控制要求，副回路（FC2調(diào) 節(jié)的回路）的比值K為2,主回路Q1隨給定Qs改變：在Q1穩(wěn)定在給定Q s后, 副回路調(diào)節(jié)時(shí)間不超過50 s,超調(diào)量不超過5%,穩(wěn)態(tài)誤差不超過土 5% 2.3系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試 2. 3. 1單閉環(huán)流量控制 在實(shí)驗(yàn)面板上接好線，確認(rèn)無誤后打開實(shí)

6、驗(yàn)機(jī)柜電源和水泵開關(guān)； 將智能調(diào)節(jié)器FC1設(shè)置為單路輸入內(nèi)給定、人工模糊自整定PID調(diào)節(jié)方式； 調(diào)節(jié)PI D參數(shù):積分分離值為0,先使積分時(shí)間TI為一較大值，微分時(shí)間TD 為0;調(diào)節(jié)比例帶P,使流量Q1能穩(wěn)定到給定值附近，且過渡時(shí)間不太大、超調(diào) 量滿足工藝要求；再調(diào)節(jié)積分時(shí)間TI,使流量Q1的穩(wěn)態(tài)誤差減小以滿足工藝要 求。若此時(shí)過渡時(shí)間也能達(dá)到工藝要求，則可以不要微分作用，若不能滿足則慢 慢增加微分時(shí)間TD,使調(diào)節(jié)時(shí)間減小以滿足工藝要求。 說明：在調(diào)節(jié)比例帶P使流量能穩(wěn)定到給定值附近后，主要需解決的是減少穩(wěn)態(tài) 誤差（減小TI）、減少超調(diào)量（增加比例帶P或積分時(shí)間TI）和減少過渡時(shí)間（增 加微分

7、時(shí)間TD或減小積分時(shí)間TI） ,P、TI、TD這3個(gè)參數(shù)主要需調(diào)節(jié)的是P 和T I,觀察無紙記錄儀的響應(yīng)曲線，多試兒組參數(shù)，使流量控制達(dá)到工藝要求。 2. 3.2雙閉環(huán)比值控制 在2. 3.1中單閉環(huán)流量控制已滿足工藝要求的前提下，將其做為主回路，不 需再改動(dòng)其參數(shù)。 將調(diào)節(jié)器FC2設(shè)置為雙路輸入外給定、人工模糊自整定PI D調(diào)節(jié)方式。 將比值器設(shè)置為加法方式，比例系數(shù)A二0.5, B二0。 Q1穩(wěn)定后，副回路的給定也就一定了。調(diào)節(jié)PID參數(shù)（調(diào)節(jié)方法如單閉環(huán)控 制），給調(diào)節(jié)器FC2選擇合適的PID值以滿足丄藝要求。 第三章流量控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求 31控制系統(tǒng)工藝流程 HPF法脫硫是國

8、內(nèi)新開發(fā)的技術(shù)，它是以氨為堿源液相催化氧化脫硫新工藝, 采用的催化劑II PF是一種復(fù)合催化劑，它對脫硫和再生過程均有催化作用。所 產(chǎn)廢液完全可以回兌到煉焦煤中，從而大大簡化了工藝流程。脫硫、脫氛效率較 高,一般可達(dá)到塔后煤氣含H 2SW100mg / ml含HCN W 3 0 Omg/m3。 HPF法脫硫的工藝流程是：鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣進(jìn)入預(yù)冷塔與塔頂噴灑的冷卻 水逆向接觸，被冷卻為3 OC,冷卻水從塔下部用泵抽出，送外冷器被低溫水冷至 28C送回塔頂循環(huán)噴灑。采取部分剩余氨水更新循環(huán)冷卻水，多余循環(huán)水返回機(jī) 械化氨水澄清槽。 冷后的焦?fàn)t煤氣經(jīng)過兩臺(tái)并聯(lián)的脫硫塔,從塔頂噴淋脫硫液以吸收煤氣中的

9、乩S、HCN（同時(shí)吸收氨，以補(bǔ)充脫硫脫氛過程中消耗的氨）。脫H：S后的煤氣送 入洗滌工段。 兩臺(tái)并聯(lián)的脫硫塔都有自己獨(dú)立的再生系統(tǒng)，吸收了 H：S、HCN的溶液從塔 溜出，經(jīng)液封槽進(jìn)入各自獨(dú)立的反應(yīng)槽，再經(jīng)溶液循環(huán)泵送入再生塔。同時(shí)山空 氣壓縮機(jī)送來的壓縮空氣鼓入再生塔底部，洛液在塔內(nèi)即得到再主。再生后溶液 經(jīng)液位調(diào)節(jié)器返回各自對應(yīng)的脫硫塔循環(huán)使用。 浮于再生塔頂?shù)牧蚺菽梦徊盍魅肱菽?，硫泡沫?jīng)泡沫泵送入戈?duì)柲み^ 濾器分離,清液流入反應(yīng)槽，硫膏經(jīng)壓縮空氣壓榨成硫餅裝袋外銷。為避免脫硫 液鹽類積累影響脫硫效果，排出少量廢液送往配煤。 脫硫工藝的流程如圖3.1所示。圖中L表示液位;P表示壓力;

10、T表示溫度；F 表示流量;I表示指示；C表示控制；V表示閥門；Q表示累計(jì)。 脫號(hào)廢1!公AT捕 nr 出工喪的u拗* apt觸丁段 | 林空也84列 IP水一HW 的醯 iifflR I nr I - 0 M 三一 1 圖31 HPF脫硫工藝流程流程圖 3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1 ).循環(huán)上水的流量范圍在8001000m7h,精度要求為5%。 2).抽水高度(即預(yù)冷塔高度)約20m。 第四章總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于循環(huán)水的抽送、流量的檢測和控制，分別可以通過選擇合 適的工業(yè)水泵、流量計(jì)、無紙記錄儀和流量積分演算智能調(diào)節(jié)器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 完成相關(guān)功能。 巧外，假設(shè)氨水與循環(huán)上水的流量比值有固定要

11、求，可增加比值器實(shí)現(xiàn)流量 比值控制。設(shè)循環(huán)上水的流量為主控量Q 1 ,氨水的流量給定則為Q 2 s二Q1*K,二 者的配比為氨水：循環(huán)上水二K： 1,則可用實(shí)驗(yàn)中的流量比值控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該控制 環(huán)節(jié)。 4.2總體設(shè)計(jì)流程圖 圖4雙閉環(huán)比值控制方塊流程圖 第五章硬件設(shè)計(jì) 5. 1硬件設(shè)計(jì)概要 硬件設(shè)計(jì)主要是智能調(diào)節(jié)器的設(shè)訃，可采用單片機(jī)做實(shí)時(shí)監(jiān)控芯片，結(jié)合 外圍電路實(shí)現(xiàn)流量信號(hào)的變換、采集、PID運(yùn)算與控制輸出等功能。為了能實(shí) 時(shí)調(diào)整PID參數(shù)，需增加鍵盤掃描電路：為了顯示P I D參數(shù)和流量的大小，需增 加顯示模塊。 52硬件選型 5. 2. 1智能調(diào)節(jié)器的自行設(shè)計(jì) I/V轉(zhuǎn)換可用OP07構(gòu)成的

12、比例放大器實(shí)現(xiàn)。由于AD C0 809的轉(zhuǎn)換速度只 有兒十微妙,相對流量的變化時(shí)間很小，可以不要保持器。而ADC0809與DAC08 3 2都是八位的轉(zhuǎn)換器件，理論上的控制精度可達(dá)到1 / 2 5 5*100%=0. 4%,足以 滿足流量控制的精度要求。V/I轉(zhuǎn)換可用RCV420轉(zhuǎn)換器。 單片機(jī)選擇STC8 9 C 5 2 是CMOS工藝的單片機(jī)功耗較低;二是價(jià)格便宜； 再者內(nèi)部程序存儲(chǔ)器有8 KB的FLASH ROM,能滿足絕大部分工控過程實(shí)時(shí)監(jiān) 控程序的燒寫需求。 顯示部分用LCD,采用長沙太陽人電子的SMC 1602a字符型液晶顯示器。 鍵盤掃描可用8 279加4*4矩陣鍵盤以中斷方式實(shí)

13、現(xiàn)。 5. 2. 2智能調(diào)節(jié)器選型 采用虹潤的HR-WP-XLS8 0智能調(diào)節(jié)器代替，其參數(shù)如下 輸入信號(hào)：模擬量 熱電偶：B、E、J、K、S、T、WR e 3 -2 5、F2 電 阻:Pt 1 00、PtlOO. 1、C u 5 0、CulOO、BA 1、BA2 電 流：010mA、42 0mA、020mA,輸入阻抗W25 0 Q 電 壓： 05V、1 5V 波 形：矩形、正弦或三角波 幅 度:光電隔離，大于4V （或根據(jù)用戶要求任定頻 率:010KHz （或根據(jù)用戶要求任定） 輸出信號(hào)：DC 4 2 OmA 精度：測量顯示精度0. 5%FS或土 0.2%FS 頻率轉(zhuǎn)換精度 1脈沖（LM S

14、 ） 一般優(yōu)于0. 2 % 5. 2. 3電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型 采用湖南力升信息設(shè)備有限公司的L SDZ-50電動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，技術(shù)指標(biāo)如 下 出軸力矩（N. m）： 50 動(dòng)作范圍：03 6 0 動(dòng)作時(shí)間（S） : 2 0 控制電路選項(xiàng)：4 -20mA輸入 位置輸出：4一2 0 mA直流 動(dòng)力電源:220VAC 50H z 精度：定位精度：0. 5%,位置反饋精度：0. 5% 環(huán)境溫度：-25+ 5 5 C 5.2.4流量計(jì)選型 釆用北京尺度方圓傳感器有限公司的L WGY-2 5 0 A05 S,技術(shù)指標(biāo) 如下 精度： 0. 5%R 口徑： 2 5 0mm,標(biāo)準(zhǔn)量程 12 0 1 20 0 m3/h

15、重復(fù)性：0. 0 5%0.2% 5. 2. 5比值器選型 釆用虹潤的HR-WP-X QS80,技術(shù)指標(biāo)如下 特性 顯示方式：以雙排四位LED顯示笫一路測量值（PV I ）和笫二路測量值（PV2）, 以紅色/綠色光柱進(jìn)行兩路測量值白分比的模擬顯示。 顯示范圍:-199曠9 9 99字。 測量精度：0. 2%FS或0. 5%FS； 0. 1%FS（需特殊訂制），分 辨 率：1 字。對艮警方式：1-4個(gè)報(bào)警點(diǎn)控制（1AL、2AL、3AL、4 AL）LE D指示。a報(bào) 警精度：1字。 運(yùn)算模型 加 減 運(yùn) 算： S 0= A Sl B S2 公式4.D乘法運(yùn)算：S0 =ASlxBS2。 - 32公式4

16、.D除法運(yùn)算：SO=AS 1 -?BS2o。公式 4.3 計(jì)算精度：0.5%FSl字或0. 2%FS1字上運(yùn)算周期:0.4秒上輸入信號(hào) 熱 電偶：K、E、S、B、J、T、R、Wre3- 2 5 熱電 阻：Pt 1 0 0、 CulO 0、Cu50、BA 2、BAI 直流電壓:02 0mV、0、100mV、05V、15V、0、5V開方、15V開 方、-55 V： - 10V10V、0-10V 直流電流：010mA、4 20mA、020mA、0、10mA 開方、420mA 開方。 輸出信號(hào) 輸出精度：同測量精度。 電流信號(hào)：DC 420mA,負(fù)載電阻RW5 0 0Q;DC 010mA,負(fù)載電阻R

17、W750Qa電壓信號(hào):DC 05V;DC 15 V,負(fù)載電阻RM25 0 KQ,否 則不保證連接外部儀表后的輸出準(zhǔn)確度。心 5.2. 6無紙記錄儀選型 采用虹潤的HR-SSR單色無紙記錄儀，技術(shù)指標(biāo)如下 顯示器:采用160*128點(diǎn)陣、高亮度黃底黑字液晶屏，LED背光、畫面清晰； 基本誤差：0. 2%F. S 輸入規(guī)格： 全隔離萬能輸入18通道信號(hào)輸入，通道間全隔離，隔離電壓大于400 輸入阻抗：電流：250 Q,電壓1MQ; 熱電阻：要求三線電阻平衡，引線電阻10 電 壓：（05）V、（r5）V. mV信號(hào)； 電 流：（01 0 ） mA、（420）mA; 熱電阻：PT10 0、Cu 5 0

18、、BAK BA2： 熱電偶：S、B、K、T、E、J、R、N; 傳感器配電24VDC； 輸出規(guī)格： 模擬輸出4-2 0 mA輸出； I 2路可組態(tài)繼電器觸點(diǎn)輸出：觸點(diǎn)容量為3A、2 5 0 VAC （阻性負(fù)載）； 報(bào)警輸出上上限、上限、下限、下下限； 補(bǔ)償運(yùn)算： 蒸汽根據(jù)IFC67公式計(jì)算蒸汽密度補(bǔ)償飽和蒸汽與 過熱蒸汽的質(zhì)量流量或熱流量。 一般氣體溫度、壓力補(bǔ)償測量標(biāo)準(zhǔn)體積流量。 天然氣溫度、壓力補(bǔ)償測量標(biāo)準(zhǔn)體積流量。 液體溫度補(bǔ)償測量標(biāo)準(zhǔn)體積流量或質(zhì)量流量。 補(bǔ)償范圍：蒸汽 壓力0.14. 5 MPa 溫度10 0500C 密度 0 . 1 1 00Kg/n? 比焙 250曠3224KJ/K

19、g 一般氣體 壓力 060MPa 溫度-100500C 液體 溫度 一100500 累積范圍：09 9 9999 9 9 記錄時(shí)間:記錄間隔：1、2、5、10、1 5、30、60、120、240秒可選。 記錄長度：八筆記錄,72小時(shí)/筆（記錄間隔1秒）2 0天/筆 （記錄間隔4分）。記錄間隔可根據(jù)對象的不同而不同：對于變 化緩慢的信號(hào)如溫度，其記錄間隔可取得大些，如30秒；而對 于變化比較快的信號(hào)如流量，其記錄間隔可取15秒;其他如 液位信號(hào)，其記錄間隔可取I 1 0秒。 數(shù)據(jù)備份和轉(zhuǎn)存:12 8 M. 2 56M、5 1 2M、1G U 盤可選 熱電偶冷端補(bǔ)償誤差：lc 斷電保護(hù)時(shí)間：內(nèi)置F

20、LA S II存儲(chǔ)器保護(hù)參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)，斷電后可永久 保存。集成硬件時(shí)鐘，掉電后也能準(zhǔn)確運(yùn)行。 時(shí)鐘誤差：土 1分/月 供電電源：開關(guān)電源8 5VAC2 65VAC, 5 0Hz 5% 環(huán)境溫度：050C 環(huán)境濕度：085%RH 5. 2. 7水泵選型 釆用威樂山姆遜（北京）水泵系統(tǒng)有限公司的立式單級(jí)管道泵IL,技術(shù) 指標(biāo)如下 流量范圍：90 0 m 3 /h 壓力范圍：最大揚(yáng)程：85m 功率范圍：0. 2 5kw至200 k w 說明：需用兩臺(tái)泵并聯(lián)抽水。 5. 3硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖及其說明 圖5.1智能調(diào)肖器（自行設(shè)計(jì)）硬件原理圖 第六章軟件設(shè)計(jì) 6.1軟件設(shè)計(jì)流程圖及其說明 6. 1

21、1主函數(shù) 8279初始化 1 LCD初始化 1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器TO初始化 中斷方式初始化 1 顯示PV、SV值 等待中斷 圖5.1智能調(diào)節(jié)器（主函數(shù)流程圖設(shè)計(jì)） 說明:827 9工作于二鍵鎖定、編碼方式;TO工作于定時(shí)方式1； PID參數(shù)的設(shè)置 III鍵盤中斷完成;PID運(yùn)算過程和輸出控制山TO中斷完成；PV值為當(dāng)前流量,S V為給定量。 6. 1.2鍵盤中斷函數(shù) 圖5.2讀鍵值修改PID參數(shù)中斷函數(shù) 6.1. 3定時(shí)器TO中斷函數(shù) 圖5.3龍時(shí)器TO采樣中斷流程圖 6.1 . 4 LCD顯示函數(shù) 圖5.4 LCD顯示函數(shù)流程圖 6. 1. 5 參數(shù)（P、T i、Tdv A、T s ）設(shè)置函數(shù)

22、圖5.5PID參數(shù)設(shè)置函數(shù)流程圖 第七章 系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題及解決方法 7. 1調(diào)試單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)時(shí)遇到的問題 7. 1 . 1閥門開度100%,流量最大值才150L/h 我首先想到的是量程范圉是否設(shè)置錯(cuò)誤了，于是檢查了一次智能調(diào)節(jié)器的二級(jí)參 數(shù)，結(jié)果沒找出錯(cuò)誤。于是很冒昧地請了吳老師幫忙，結(jié)果是分流開關(guān)被我開的 過大導(dǎo)致主回路的流量過小，把分流開關(guān)關(guān)小就可以提高主回路的流量值了。我 完全忘了那是分流開關(guān)，只好乖乖接受吳老師的批評(píng)教育了。 7. 1 .2無紙記錄儀顯示反饋流量振蕩 解決方法一一增大比例帶P,由2 00調(diào)到了 800,反饋流量最終能穩(wěn)定在給定值 2 0 0 L / h附近，

23、此時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)間（山振蕩至I穩(wěn)定在給定值土5）為150 s,未達(dá)至I 控制要求。 7. 1 . 3調(diào)節(jié)時(shí)間過大 解決方法：減小積分時(shí)間Ti,由30 s減小到2 2.5s,調(diào)節(jié)時(shí)間減少到1 0 0s 左右。然后增加微分時(shí)間T d , 111 0增加到0.5s,可使調(diào)節(jié)時(shí)間小于90s,達(dá)到 控制要求。同時(shí)，從無紙記錄儀上觀察到流量過渡曲線（在給定值200與給定值 300之間）超調(diào)小于5%,穩(wěn)態(tài)誤差也小于5%,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到控制要求。 之后乂多試了兒組參數(shù)，最終得到較為理想的一組參數(shù)如下 比例帶P =620,積分時(shí)間Ti=22. 5 s ,微分時(shí)間T d =0. 5 s ,運(yùn)算周期To=2s對應(yīng)流量控制指

24、標(biāo)為：從200L/h到30 0 L/h,調(diào)節(jié)時(shí)間為8 0 s,無超調(diào)，穩(wěn)態(tài)誤 差 2%。 7.2調(diào)試流量比值控制系統(tǒng)時(shí)遇到的問題 7. 2. 1不了解比值器的連線方式 實(shí)驗(yàn)時(shí)第一次接觸比值器，雖然知道X、Y是輸入，Z是輸出，但不知道面板上 標(biāo)的X、Y、Z該怎么連線，問搭檔和周圍的同學(xué)沒人知道，看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書也沒 有介紹怎么接線，因?yàn)榕陆渝e(cuò)了把儀表燒壞,所以求吳老師指導(dǎo)。在吳老師的細(xì) 心指導(dǎo)下我了解了比值器中的信號(hào)為直流電流信號(hào)，所以無論輸入或者輸出都要 串聯(lián)連接。而且由公式4.1、公式4 .2、公式4.3可知比值器應(yīng)工作在運(yùn)算方 式2（即加法運(yùn)算，公式4. 1）,比例因子A即為流量比值K,比例因

25、子B置0。 7. 2. 2副回路流量為0,與給定200L/h有明顯偏差，但調(diào)節(jié)器無輸出 “有偏差就肯定有控制輸岀”，本著這個(gè)想法，我懷疑是不是接線有問題，于是檢 查了一次接線，可是沒發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。接著我想到了輸出是有的，可能極性反了，即調(diào) 節(jié)器的正反作用設(shè)置有誤。結(jié)果一查二級(jí)參數(shù)，調(diào)節(jié)器工作在正作用方式下，將其 改為反作用方式后電動(dòng)調(diào)節(jié)閥立刻產(chǎn)生動(dòng)作，流量迅速提升。 7.2.3調(diào)節(jié)器2的比例帶已經(jīng)調(diào)到999. 9最大值，副回路流量仍然振蕩 圖6.3副回路Td=l的響應(yīng)曲線圖6.3副回路Td=O的響應(yīng)曲線 這完全可以肯定振蕩與比例帶無關(guān)，可以考慮調(diào)節(jié)積分時(shí)間和微分時(shí)間。先去掉 FC2的微分作用，使T

26、d二0,觀察無紙記錄儀發(fā)現(xiàn)副回路流量不再振蕩。 7. 2. 4主回路已穩(wěn)定改變比例K時(shí)副回路的過渡時(shí)間（2分鐘）太長 圖6.5副回路Ti=15s的響應(yīng)曲線 圖6.6副回路Ti=7.5s的響應(yīng)曲線 要使副回路響應(yīng)加快首先可以調(diào)節(jié)FC2的比例帶P,可是調(diào)小了容易振蕩，調(diào)大 了對減少調(diào)節(jié)時(shí)間的作用不明顯。于是將FC2的比例帶固定在680,減小積分時(shí) 間T i ,使Ti = 7. 5s,結(jié)果可使調(diào)節(jié)時(shí)間減少到70s。 最后多試了兒組參數(shù)，最佳的參數(shù)如下 主回路保持單閉環(huán)實(shí)驗(yàn)的參數(shù)不變，副回路調(diào)節(jié)器FC2的比例帶P二680,積分時(shí) 間T i二7. 5 s,微分時(shí)間T d = 0 ,運(yùn)算周期To = 2s,積分分離值A(chǔ)T二1 00。 當(dāng)比值K = 2時(shí)，主回路Q1隨給定Qs改變：主回路Q1的過渡時(shí)間為75s,無 超調(diào),穩(wěn)態(tài)誤差小于5%。副回路調(diào)節(jié)時(shí)間約90s （即主被控量Q1穩(wěn)定后Q2經(jīng)15 秒左右穩(wěn)定），無超調(diào)，穩(wěn)態(tài)誤差約2%。 第八章 收獲、體會(huì) 在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，