【正文】 8. 設(shè)計體會。6. 控制系統(tǒng)連線示意圖及說明，記錄最佳控制結(jié)果的調(diào)節(jié)器參數(shù)以及結(jié)果曲線。4. 完成對象的特性曲線的測試，建立對象的數(shù)學(xué)模型。2. 被控對象以及儀器儀表的描述。本實驗采用變頻器控制泵打水，所以用到的泵為220V磁力驅(qū)動泵，開啟實驗設(shè)備前謹記保證F21閥門處于打開的狀態(tài)。變頻器使用：手動控制頻率時，可在控制信號線和正反轉(zhuǎn)短接線都拔下的情況下，“PU/EXT”按鈕，可將變頻器的工作狀態(tài)從EXT切到PU狀態(tài)下，將頻率調(diào)到某一值，按下“SET”鍵，這時會有F和設(shè)定值交替閃爍3秒的狀態(tài)，表示設(shè)定成功，按下“RUN”鍵，變頻器會自動運行到設(shè)定頻率，在運行狀態(tài)下，可通過旋轉(zhuǎn)頻率設(shè)定器來調(diào)整當(dāng)前運行頻率。2. 設(shè)備使用說明提示實驗前，要對被控對象及其控制系統(tǒng)所涉及的儀器儀表有清楚的認識。本設(shè)計被控對象為盤管出水口流量，盤管上裝有渦輪流量計可模擬純滯后被控對象。三、本設(shè)計提示1. 被控對象在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有不少被控對象除了具有容積遲延外，往往不同程度地存在著純滯后，其特點是當(dāng)控制作用產(chǎn)生后，在時延范圍內(nèi)，被控參數(shù)完全沒有響應(yīng)。5. 了解和掌握自動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法，并在THJ2型高級過程控制系統(tǒng)平臺上完成本控制系統(tǒng)線路連接和參數(shù)調(diào)試，得到最佳控制效果。3. 根據(jù)其數(shù)學(xué)模型，選擇被控規(guī)律和整定調(diào)節(jié)器參數(shù)。二、設(shè)計的要求1. 從組成、工作原理上對工業(yè)型傳感器、執(zhí)行機構(gòu)有一深刻的了解和認識。9. 參考文獻。7. 仿真結(jié)果與實際操作調(diào)試結(jié)果的比較說明。5. Matlab仿真，記錄調(diào)節(jié)器參數(shù)值以及仿真結(jié)果曲線。3. 控制方案的選擇及其論述，控制系統(tǒng)方框圖及其說明。四 課程設(shè)計報告的要求1. 完整的設(shè)計任務(wù)書。本實驗采用變頻器控制泵打水，所以用到的泵為220V磁力驅(qū)動泵，開啟實驗設(shè)備前謹記保證F21閥門處于打開的狀態(tài)。變頻器使用：手動控制頻率時，可在控制信號線和正反轉(zhuǎn)短接線都拔下的情況下，“PU/EXT”按鈕，可將變頻器的工作狀態(tài)從EXT切到PU狀態(tài)下，將頻率調(diào)到某一值，按下“SET”鍵，這時會有F和設(shè)定值交替閃爍3秒的狀態(tài)，表示設(shè)定成功，按下“RUN”鍵，變頻器會自動運行到設(shè)定頻率，在運行狀態(tài)下，可通過旋轉(zhuǎn)頻率設(shè)定器來調(diào)整當(dāng)前運行頻率。鍋爐內(nèi)膽的水可以通過閥F2變頻器控制的磁力泵、閥F27與盤管聯(lián)通，再由F28回流至鍋爐內(nèi)膽。3. 設(shè)備使用說明提示實驗前，要對被控對象及其控制系統(tǒng)所涉及的儀器儀表有清楚的認識。顯然，在這種狀況下，如果用夾套無水時一樣大小的可控電壓去加熱，在平衡狀態(tài)時，內(nèi)膽的水溫必然要低于前者。根據(jù)熱平衡的原理，當(dāng)內(nèi)膽中的水溫上升到某一值時，水的吸熱和放熱作用完全相等，從而使內(nèi)膽中的水溫達到一平衡狀態(tài)?？梢圆捎脙煞N方案對鍋爐內(nèi)膽的溫度特性進行測試：1）鍋爐夾套不加冷卻水加滿鍋爐內(nèi)膽的水，手動操作調(diào)節(jié)器的輸出，使可控整流電源的輸出電壓為80～100V。2. 鍋爐內(nèi)膽溫度特性測試提示鍋爐內(nèi)膽水溫特性的測取，首先通過調(diào)節(jié)器“手動”輸出，控制三相電加熱管的端電壓，從而達到控制鍋爐內(nèi)膽水溫的目的。本設(shè)計被控對象可以采用鍋爐內(nèi)膽和盤管組成的具有純滯后系統(tǒng)，盤管上裝有三個鉑電阻TTTT2和TT3，可以模擬純滯后時間長短不一的三種均有純滯后被控對象。三 本設(shè)計提示1. 被控對象在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有不少被控對象除了具有容積遲延外，往往不同程度地存在著純滯后，其特點是當(dāng)控制作用產(chǎn)生后，在時延范圍內(nèi)，被控參數(shù)完全沒有響應(yīng)。5. 了解和掌握自動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法，并在THJ2型高級過程控制系統(tǒng)平臺上完成本控制系統(tǒng)線路連接和參數(shù)調(diào)試，得到最佳控制效果。3. 根據(jù)其數(shù)學(xué)模型，選擇被控規(guī)律和整定調(diào)節(jié)器參數(shù)。二 設(shè)計的要求1. 從組成、工作原理上對工業(yè)型傳感器、執(zhí)行機構(gòu)有一深刻的了解和認識。9. 參考文獻。7. 仿真結(jié)果與實際操作調(diào)試結(jié)果的比較說明。5. Matlab仿真，記錄調(diào)節(jié)器參數(shù)值以及仿真結(jié)果曲線。3. 控制方案的選擇及其論述，控制系統(tǒng)方框圖及其說明。四 課程設(shè)計報告的要求1. 完整的設(shè)計任務(wù)書。磁力驅(qū)動泵1為380V磁力驅(qū)動泵，磁力驅(qū)動泵2為220V磁力驅(qū)動泵。手動控制頻率時，可在控制信號線和正反轉(zhuǎn)短接線都拔下的情況下，按下“PU/EXT”按鈕，就可將變頻器的工作狀態(tài)從EXT切到PU狀態(tài)下，將頻率調(diào)到某一值，按下“SET”鍵，這時會有F和設(shè)定值交替閃爍3秒的狀態(tài)，表示設(shè)定成功，按下“RUN”鍵，變頻器會自動運行到設(shè)定頻率，在運行狀態(tài)下，可通過旋轉(zhuǎn)頻率設(shè)定器來調(diào)整當(dāng)前運行頻率。接線說明： 圖形部分（強電）圖形部分（弱電）①強電部分：三相電源輸出u、v、w 接到380v磁力泵的輸入u、v、w端；變頻器輸出端A、B、C接到220v磁力泵輸入A、B、C端；單相Ⅰ的L、N并聯(lián)接到調(diào)節(jié)儀1和調(diào)節(jié)儀2的L、N端；單相Ⅱ的L、N端接到電動調(diào)節(jié)閥電源的L、N端；單相Ⅲ的L、N端接到比值器電源的L、N端；②弱電部分：電動閥支路流量FT1信號并聯(lián)接到調(diào)節(jié)儀1的2輸入端和比值模塊電壓輸入1的+、端，比值模塊的電壓輸出+、端對應(yīng)接到調(diào)節(jié)儀2的2端，F(xiàn)T2信號+、端對應(yīng)接到調(diào)節(jié)儀2的2輸入端；調(diào)節(jié)儀1的輸出5端對應(yīng)接到電動調(diào)節(jié)閥控制信號+、端，調(diào)節(jié)儀2的輸出5端對應(yīng)接到變頻器4～20mA控制信號輸入+、端，變頻器STF端、SD端和RH端短接；24v電源輸出+、端接到流量計電源輸入+、端。dil=0。ADDR=2。 調(diào)節(jié)儀2：Sn=32。SV=15；diH=100。CF=0。AI智能調(diào)節(jié)儀1設(shè)置參考：。變頻器—磁力泵支路可以通過閥F2變頻器控制的磁力泵、閥F25流至下水箱。4. 設(shè)備使用說明提示實驗前，要對被控對象及其控制系統(tǒng)所涉及的儀器儀表有清楚的認識。通常對被控對象的組成部分進行機理分析，分析對象是由哪些部分串聯(lián)或并聯(lián)組成最終可以得出對象模型的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)試驗建模法再求得模型結(jié)構(gòu)中的參數(shù)。機理分析法雖然具有很大的普遍性，但是，許多工業(yè)過程其內(nèi)部機理較復(fù)雜，所以對這些過程進行建模，單獨采用其中一種方法，想要比較精確的建立其模型，是比較困難的。3. 建立對象的數(shù)學(xué)模型的提示過程的數(shù)學(xué)模型是設(shè)計過程控制系統(tǒng)，確定控制方案，分析質(zhì)量指標(biāo)、整定調(diào)節(jié)器參數(shù)等的重要依據(jù)。電動調(diào)節(jié)閥的動態(tài)特性可用一階常微分方程來描述，即其數(shù)學(xué)模型為一階慣性環(huán)節(jié)。2） 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，合理選擇系統(tǒng)性能指標(biāo)參見《過程控制工程》P1423） 合理選擇被控參數(shù)和控制參數(shù)同上4） 合理設(shè)計控制器的控制規(guī)律參加《過程控制工程》P1535） 過程參數(shù)的測量與變送、控制執(zhí)行器的選擇參加《過程控制工程》P1492. 電動調(diào)節(jié)閥流量特性、變頻器流量特性測試提示流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門相對開度之間的關(guān)系，因為執(zhí)行機構(gòu)靜態(tài)時輸出（閥門的相對開度）與U成比例關(guān)系，所以調(diào)節(jié)閥靜態(tài)特性又稱調(diào)節(jié)閥流量特性。由此可知，任一瞬時主動流量Q1和從動流量Q2所對應(yīng)變送器的輸出電流分別為I1= (1)I2= (2)式中Q1max和Q2max分別為Q1和Q2 最大流量值。雙閉環(huán)比值控制所用設(shè)備較多、投資較高，而且運投比較麻煩，只有在工業(yè)特定要求（如嚴格控制兩種物料比例）的情況下使用。事實上，若采用兩個獨立的單回路系統(tǒng)同樣能實現(xiàn)它們之間的比值關(guān)系，但只能保證靜態(tài)比值關(guān)系。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)另一優(yōu)點是升降負荷比較方便，只需緩慢改變主動量控制器的給定值，這樣從動量自動跟蹤升降，并保持原來比值不變。調(diào)節(jié)器1和調(diào)節(jié)器2具有自己獨立的設(shè)定值，分別控制主動量回路和從動量回路。要求從動量Q2能跟隨主動量Q1的變化而變化，無論主回路或從動回路都有各自的調(diào)節(jié)對象，測量變送元件和調(diào)節(jié)器。凡是兩個或多個參數(shù)自動維持一定比值關(guān)系的過程控制系統(tǒng)，均需采用比值控制系統(tǒng)。以下以選擇了雙閉環(huán)比值控制為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為例進行闡述。如硝酸生產(chǎn)中的氨氧化爐，其進料是氨氣和空氣，兩者的流量必須具有一個合適的比例，因為氨在空氣中的含量，低溫時在15～28％之間，高溫時在14～30％之間都有可能產(chǎn)生爆炸的危險，嚴格控制其比例，使其不進入爆炸范圍，對于安全生產(chǎn)來說十分重要。選擇合適的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，首先要綜合被控對象的特征以及各個控制結(jié)構(gòu)性能分析，然后從眾多的控制結(jié)構(gòu)中選擇一種，以期運行后能滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo)。本部分設(shè)計內(nèi)容包括以下五點：(1)根據(jù)實際生產(chǎn)過程，選擇合適的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇是控制方案中最重要的一個步驟。在大多數(shù)情況下，具有單回路的簡單控制系統(tǒng)完全可以滿足工藝生產(chǎn)的要求，但是也有另外一些情況，譬如調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性決定了它很難控制，而工藝對調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求又很高；或者調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性雖然并不復(fù)雜，但控制任務(wù)卻比較特殊，則單回路控制系統(tǒng)就無能為力，此時需要一種合適的復(fù)雜控制系