【正文】 。3）、打開(kāi)總電源鑰匙開(kāi)關(guān)，按下電源控制屏上的啟動(dòng)按鈕，即可開(kāi)啟電源。4~20mA信號(hào)負(fù)端接三相電加熱管控制信號(hào)輸入負(fù)（）。（3）、將鍋爐內(nèi)膽的溢流口出水閥全開(kāi)。根據(jù)給定值加上dF與測(cè)量的溫度相比較向繼電器線圈發(fā)出控制信號(hào)，從而達(dá)到控制水箱溫度的目的。執(zhí)行器只有“開(kāi)”或“關(guān)”兩種極限工作狀態(tài)，故稱這種控制器為兩位調(diào)節(jié)器。本裝置使用的是鉑電阻元件PT100，并通過(guò)溫度變送器（測(cè)量電橋或分壓采樣電路或者AI人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器）將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。它是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。3）在輸入階躍信號(hào)前，過(guò)程必須處于平衡狀態(tài)。若已平衡，應(yīng)記錄調(diào)節(jié)儀輸出值， 以及水箱水位的高度h2和智能儀表的測(cè)量顯示值并填入下表。6）、智能調(diào)節(jié)儀的~220V電源開(kāi)關(guān)打在關(guān)的位置 。（4）、檢查電源開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉。由式中的K、T1和T2須從由實(shí)驗(yàn)求得的階躍響應(yīng)曲線上求出。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 AE2000A型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置配置：上位機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)、RS232485轉(zhuǎn)換器1只、串口線1根、實(shí)驗(yàn)連接線。六、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）作出一階環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線。開(kāi)啟增壓泵電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)動(dòng)力支路。5）、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的~220V電源開(kāi)關(guān)打在關(guān)的位置 。關(guān)閉動(dòng)力支路上通往其他對(duì)象的切換閥門。圖解法是確定模型參數(shù)的一種實(shí)用方法，不同的模型結(jié)構(gòu)，有不同的圖解方法。3. 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作監(jiān)控實(shí)驗(yàn)程序（1） 在文件菜單中選擇打開(kāi)工程選項(xiàng)，打開(kāi)已經(jīng)組好的AE2000A實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工程軟件。實(shí)驗(yàn)三、AE2000AYB軟件熟悉實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解組態(tài)軟件的組成和使用。2）、打開(kāi)總電源三相漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)和電源總鑰匙開(kāi)關(guān)，三相電源指示燈亮。（4）、檢查電源開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉。四、 預(yù)習(xí) 熟讀AE2000A型過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的產(chǎn)品使用說(shuō)明，對(duì)對(duì)象系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和液位傳感器的校準(zhǔn)進(jìn)行熟悉。b）、用萬(wàn)用表直流電壓檔20V測(cè)量I/O信號(hào)面板上的壓力變送器模塊的上水箱液位的電壓值，此時(shí)上水箱液位為零，調(diào)節(jié)上水箱液位傳感器的Z（zero）電位器，使測(cè)量的電壓值為1V。系統(tǒng)連線將I/O信號(hào)接口面板上的壓力變送器上水箱液位的鈕子開(kāi)關(guān)打到OFF位置。4． 掌握液位傳感器的調(diào)節(jié)零位和增益的方法。五）、AE2000A型裝置的安全保護(hù)體系1． 三相四線制總電源輸入經(jīng)帶漏電保護(hù)器裝置的三相四線制斷路器進(jìn)入系統(tǒng)電源后又分為三相電源支路和兩個(gè)不同相的單相支路，每一支路都帶有各自三相、單相斷路器。智能流量積算儀智能流量積算儀面板如下圖所示：流量積算變送儀主要功能是將渦輪流量計(jì)輸出的流量頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為420mA的電流信號(hào)輸出。輸入規(guī)格：根據(jù)實(shí)際所測(cè)的信號(hào)不同，sn在0~37之間選擇Sn輸入規(guī)格Sn輸入規(guī)格0K1S2R3T4E5J6B7N89備用10用戶指定的擴(kuò)充輸入規(guī)格1119備用20Cu5021Pt1002225備用26080歐電阻輸入270400歐電阻輸入28020mV電壓輸入290100mV電壓輸入30060mV電壓輸入3101V（0500mV）32(100500Mv)3315V電壓輸入3405V電壓輸入3520+20mV（010V）36100+100mV（210V）375V+5V（050V）*加粗的表示常用的輸入規(guī)格。（1端+，2端）4端子：（注：、3端子輸入,2端為，3端為+）；4為熱電阻，熱電偶信號(hào)輸入端。待旋至所需要的頻率時(shí)，按變頻器上的SET鍵，即可完成面板旋鈕改變輸出頻率。8）、24V開(kāi)關(guān)電源： 提供24V直流電，供壓力變送器、溫度變送器正常工作使用。當(dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)打在手動(dòng)方式時(shí)，手動(dòng)指示燈亮，自動(dòng)作用被屏蔽。（4） 按下“啟動(dòng)”按鈕，紅色指示燈滅，綠色指示燈亮，同時(shí)可聽(tīng)到屏內(nèi)交流接觸器瞬間吸合聲，電源輸出到三個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，此時(shí)屏上還是沒(méi)有電壓輸出。（3）I/O信號(hào)接口面板：該面板的作用主要是將各傳感器檢測(cè)及執(zhí)行器控制信號(hào)同面板上自鎖緊插孔相連，再通過(guò)航空插頭同對(duì)象系統(tǒng)連接，便于學(xué)生自行連線組成不同的控制系統(tǒng)，進(jìn)行幾十種過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)。2)、電磁流量計(jì)：輸出信號(hào)：4~20mA，測(cè)量范圍：0~ m3/h接線說(shuō)明：電磁流量計(jì)輸入端采用的是220V的交流電，輸出的是4~20mA的電流信號(hào)。零點(diǎn)和量程調(diào)整：零點(diǎn)和量程調(diào)整電位器位于另一側(cè)的中繼箱內(nèi)。（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套組成）系統(tǒng)動(dòng)力支路分兩路組成：一路由增壓循環(huán)水泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁閥、渦輪流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成；另一路由增壓水泵、變頻調(diào)速器、電磁流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)本著工程化、參數(shù)化、現(xiàn)代化、開(kāi)放性、綜合性人才的培養(yǎng)原則出發(fā)。AE2000A型過(guò)程實(shí)驗(yàn)裝置的檢測(cè)信號(hào)、控制信號(hào)及被控信號(hào)均采用ICE標(biāo)準(zhǔn)，即電壓1~5V，電流4~20mA。在石油、化工、制藥、熱工、材料和輕工等行業(yè)領(lǐng)域中，以溫度、流量、物位、壓力和成分為主要被控變量的控制系統(tǒng)都稱為“過(guò)程控制”。隨著工業(yè)技術(shù)的更新，特別是半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化儀表已經(jīng)進(jìn)入了計(jì)算機(jī)控制裝置時(shí)代。整個(gè)系統(tǒng)美觀實(shí)用，功能多樣，使用方便，既能進(jìn)行驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，又能提供綜合性實(shí)驗(yàn)，可以滿足不同層次的教學(xué)和研究要求。7．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖表在MCGS組態(tài)軟件中永久存儲(chǔ)可隨時(shí)調(diào)用，以便實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后的比較和分析。二）、AE2000A型實(shí)驗(yàn)對(duì)象組成結(jié)構(gòu)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲(chǔ)水箱（長(zhǎng)寬高：850450400mm）、串接圓筒有機(jī)玻璃上水箱（Ф350370mm）、下水箱（Ф350370mm）、。在負(fù)載電阻250/50Ω兩端取信號(hào)電壓，當(dāng)負(fù)載電阻接250Ω時(shí)信號(hào)電壓為1~5V，~1V。注：使用渦輪流量計(jì)時(shí)，必須把從左數(shù)到右的第三塊儀表電源打開(kāi)。（2）儀表及ADAM8000PLC模塊面板：1塊變頻調(diào)速器面板、2塊AI/818A智能調(diào)節(jié)儀面板、1塊AI/708智能調(diào)節(jié)儀面板、1塊ADAM8000PLC模塊面板組成，各裝置外接線端子通過(guò)面板上自鎖緊插孔引出。開(kāi)啟總電源鑰匙開(kāi)關(guān)，紅色按鈕燈亮（即 “停止” 按鈕的紅色指示燈亮）。3）、自/手動(dòng)切換旋鈕，當(dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)打在自動(dòng)方式時(shí)，自動(dòng)指示燈亮，手動(dòng)作用被屏蔽,對(duì)象上電磁閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由ADAM8000PLC的開(kāi)關(guān)量輸出模塊控制。電磁流量計(jì)輸出4~20mA電流信號(hào)，渦輪流量計(jì)輸出頻率信號(hào)，分別從I/O面板上其信號(hào)兩端（+、）輸出。兩種輸出方式具體接線方法如下： 利用變頻器面板旋鈕輸出接線方法：SD與STF（或STR）短接，當(dāng)需要改變輸出頻率時(shí)，旋動(dòng)面板上的旋鈕，順時(shí)針旋可增大輸出頻率，逆時(shí)針旋可減小輸出頻率。面板接線端子功能說(shuō)明：2端子：15V，05V信號(hào)輸入端。參數(shù)代號(hào)參數(shù)含義說(shuō)明設(shè)置范圍HIAL上限報(bào)警測(cè)量值大于HIAL+dF時(shí)產(chǎn)生上限報(bào)警LOAL下限報(bào)警測(cè)量值大于LOALdF時(shí)產(chǎn)生上限報(bào)警DHAL正偏差報(bào)警正偏差大于DHAL+dF產(chǎn)生正偏差報(bào)警DLAL負(fù)偏差報(bào)警負(fù)偏差大于DLALdF產(chǎn)生負(fù)偏差報(bào)警dF回差請(qǐng)參看使用說(shuō)明書0．3CTrL控制方式請(qǐng)參看使用說(shuō)明書1P比例度比例系數(shù)的倒數(shù)4I積分時(shí)間請(qǐng)參看使用說(shuō)明書100D微分時(shí)間請(qǐng)參看使用說(shuō)明書0SN輸入規(guī)格請(qǐng)參看使用說(shuō)明書33DIP小數(shù)點(diǎn)位置小數(shù)點(diǎn)位置，以配合用戶習(xí)慣數(shù)值1DIL輸入下限顯示值請(qǐng)參看使用說(shuō)明書0DIH輸入上限顯示值請(qǐng)參看使用說(shuō)明書100OP1輸出方式op1=4,420mA線性電流輸出4OPL輸出下限請(qǐng)參看使用說(shuō)明書0OPH輸出上限請(qǐng)參看使用說(shuō)明書100CF系統(tǒng)功能選擇請(qǐng)參看使用說(shuō)明書0Addr通訊地址請(qǐng)參看使用說(shuō)明書1（或2或3）bAud通訊波特率請(qǐng)參看使用說(shuō)明書9600dL輸入數(shù)字濾波請(qǐng)參看使用說(shuō)明書按不同實(shí)驗(yàn)設(shè)置不同參數(shù)run運(yùn)行狀態(tài)請(qǐng)參看使用說(shuō)明書1根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)，以上參數(shù)有所改變，請(qǐng)參看實(shí)驗(yàn)部分說(shuō)明。在設(shè)置儀表地址時(shí)，三個(gè)儀表地址不能相同，地址一般設(shè)為3。學(xué)生可對(duì)下位儀表各參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改PID控制參數(shù)，并能觀察被控參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線，SV設(shè)定值、PV測(cè)量值、OP輸出值、各實(shí)驗(yàn)都設(shè)有動(dòng)態(tài)流程圖、及被測(cè)參數(shù)動(dòng)態(tài)顯示及變化棒圖顯示系統(tǒng)流程圖。3． 掌握實(shí)驗(yàn)裝置的基本操作。2）、手動(dòng)操作面板鈕子開(kāi)關(guān)狀態(tài)：名稱主閥門電磁閥上水箱閥門電磁閥擾動(dòng)閥門電磁閥增壓泵手動(dòng)操作面板開(kāi)開(kāi)開(kāi)開(kāi)其它電磁閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。一）、開(kāi)始校零：（1~5V對(duì)應(yīng)液位0~100cm）a）、排空上水箱中的水后，關(guān)閉上水箱出水閥。調(diào)節(jié)下水箱液位傳感器與調(diào)節(jié)上水箱液位傳感器方法一樣。（3）、關(guān)閉上水箱出水閥：閥7 。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的三相交流電源。五、預(yù)習(xí)熟讀AE2000A型過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的產(chǎn)品使用說(shuō)明；掌握人工智能儀表的使用方法。（4） 操作軟件中各個(gè)工具，學(xué)習(xí)并熟悉組態(tài)軟件的一般應(yīng)用。同時(shí)，記錄對(duì)象的輸出數(shù)據(jù)或階躍響應(yīng)曲線，然后根據(jù)已給定對(duì)象模型的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定模型中各參數(shù)。（2）、首先打開(kāi)手動(dòng)閥閥閥閥閥15，然后將自動(dòng)/手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)方式上，在手動(dòng)操作面板上打開(kāi)主閥門電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、上水箱閥門電磁閥，一切準(zhǔn)備好后再打開(kāi)增壓泵的電源開(kāi)關(guān)。4）、電源控制板上的三相電源、單相Ⅰ、Ⅱ的空氣開(kāi)關(guān)打在關(guān)的位置。2）、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)MCGS組態(tài)軟件，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)如圖14所示：1實(shí)驗(yàn)軟件界面3）、雙擊設(shè)定輸出按鈕，進(jìn)行設(shè)定輸出值的大小，或者在儀表手動(dòng)狀態(tài)下，將儀表的輸出值上升到所想設(shè)定的值，這個(gè)值根據(jù)閥門開(kāi)度的大小來(lái)給定，一般初次設(shè)定值25。填入下表：t（秒）水箱水位h1(cm)儀表讀數(shù)(cm)8）、重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。2）、根據(jù)由實(shí)際測(cè)得的雙容液位階躍響應(yīng)曲線，分析雙容系統(tǒng)的飛升特性。設(shè)流量Q1為雙容水箱的輸入量，下水箱的液位高度h2為輸出量，根據(jù)物料動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，并考慮到液體傳輸過(guò)程中的時(shí)延，其傳遞函數(shù)為：式中 K=R3，T1=R2C1，T2=R3C2，RR3分別為閥V2和V3的液阻，C1 和C2分別為上水箱和下水箱的容量系數(shù)。（3）、將上下水箱的出水閥：閥閥8開(kāi)至適當(dāng)開(kāi)度。5）、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的~220V電源開(kāi)關(guān)打在關(guān)的位置 。4）、觀察系統(tǒng)的被調(diào)量——水箱的水位是否趨于平衡狀態(tài)。一般階躍信號(hào)取正常輸入信號(hào)的5%~15%。三、 實(shí)驗(yàn)原理 溫度傳感器 溫度測(cè)量通常采用熱電阻元件（感溫元件）。根據(jù)具體情況，目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅。因而圖32所示的系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)典型的非線性控制系統(tǒng)。它由鉑電阻PT100測(cè)定，輸入到智能調(diào)節(jié)儀上。關(guān)閉動(dòng)力支路上通往其他對(duì)象的切換閥門。3）、調(diào)節(jié)儀4~20mA信號(hào)+端經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)儀的繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)RSV（I/V轉(zhuǎn)換）（）端，從（+）引出的另一端接三相電加熱管控制信號(hào)輸入正（+）。2）、打開(kāi)電源三相帶漏電保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)，電壓表指示380V。2）、給定值必須要大于常溫。3）、定性地研究P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。因此，當(dāng)一個(gè)單回路系統(tǒng)組成好以后，如何整定好控制器參數(shù)是一個(gè)很重要的實(shí)際問(wèn)題。關(guān)閉動(dòng)力支路上通往其他對(duì)象的切換閥門。4）、電源控制板上的三相電源、單相Ⅰ、Ⅱ的空氣開(kāi)關(guān)打在關(guān)的位置。（一） 比例調(diào)節(jié)控制1）、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)MCGS組態(tài)軟件，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，如圖44所示：圖4實(shí)驗(yàn)軟件界面2）、打開(kāi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和增壓泵電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。8）、注意：每當(dāng)做完一次試驗(yàn)后，必須待系統(tǒng)穩(wěn)定后再做另一次試驗(yàn)。3）、在歷史曲線中選擇一條較滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線進(jìn)行記錄。據(jù)此，按下表可確定PID調(diào)節(jié)器的三個(gè)參數(shù)δ、Ti和Td。6）、畫出PID控制時(shí)的階躍響應(yīng)曲線，并分析微分D的作用。2）、萬(wàn)用表一只三、實(shí)驗(yàn)原理擾動(dòng)擾動(dòng)液位給定上水箱下水箱電動(dòng)閥智能調(diào)節(jié)儀─+液位變送器圖5雙容水箱液位控制系統(tǒng)的方框圖圖61為雙容水箱液位控制系統(tǒng)。關(guān)閉動(dòng)力支路上通往其他對(duì)象的切換閥門。4）、電源控制板上的三相電源、單相Ⅰ、Ⅱ的空氣開(kāi)關(guān)打在關(guān)的位置。其中被控對(duì)象是下水箱，被控制量是下水箱的液位高度。2）、水泵啟動(dòng)前，出水閥門應(yīng)關(guān)閉，待水泵啟動(dòng)后，再逐漸開(kāi)啟出水閥，直至適當(dāng)開(kāi)度。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟設(shè)備的連接和檢查：（1）、關(guān)閉閥14，將AE2000A 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的儲(chǔ)水箱灌滿水（至最高高度）。系統(tǒng)連線接線如圖62所示： 圖6實(shí)驗(yàn)接線圖1）、將I/O信號(hào)接口面板上的鍋爐內(nèi)膽的鈕子開(kāi)關(guān)打到OFF位置。2）、打開(kāi)電源三相帶漏電保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)，電壓表指示380V。表一、不同比例度δ時(shí)的余差和超調(diào)量