仪表自动化实验重点.docx
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仪表自动化实验重点.docx
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仪表自动化实验重点
仪表自动化实验考试
实验一压力表校验
一、实验目的:
1.了解弹簧管压力的构造和原理。
2.熟悉活塞式压力计使用及校验压力表的刻度标尺。
3.掌握相对误差、绝对误差、变差、精度等基本概念。
4.了解其他传感器的结构,原理及使用。
二、实验仪器:
1.弹簧管压力表(一块标准表,一块校验表)
2.活塞式压力计(压力表校验器)一台
三、实验内容:
1.了解热电偶、热电阻、变送器、流量计等传感器的结构、原理、使用。
2.观察拆开的压力表的结构,各元件的安装位置,深入了解各部件作用。
3.掌握压力表校验器的操作方法。
4.用压力表校验器校验压力表精度。
四、实验步骤及方法:
1.校验前压力表校验器应进行充分排气,打开油杯2上面的阀门,倒入油;反时针旋转手轮,使手泵的气缸充满油液。
2.关闭阀门,打开阀3;再顺时针旋转手轮,压缩油液,使油压作用于被校验压力表和标准压力表上,根据两只压力表的指示值,即可进行校验。
3.记录压力表整个范围内的压力指示。
(全量程内取5点,如0~1ΜPa的压力表,可取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ΜPa5点)。
4.顺时针方向转动手轮,压力计压力上升,标准表和被校验仪表的指针逐点上升,到达被校点刻度时,读取标准表和被校表的示值。
这样从低压逐渐递增到高压,为上升过程,测取数据既上行读数。
5.逆时针方向转动手轮,压力计压力下降,标准表和被校表的指针逐点下降,达到被校点刻度时,读取标准表和被校的示值,这样读取的数据为下行读数。
6.将数据填入表内,确定被校表的精度是否合乎等级要求。
若不合格,考虑怎样进行调整。
五、实验数据:
绝对误差=|被校表读数值-标准表读值|
变差=
×100%
最大相对百分误差=
×100%
序号
标准压力表
被校压力表
绝对误差
变差
精度
MPa
上行
下行
上行
下行
1
2
3
4
5
六、注意事项:
1.压力泵抽油时不能抽的太快,防止空气进入压力泵,以免产生不了需要的压力,
2.压力计应彻底排气,使整个管路充油,否则将造成附加误差,
3.所选标准仪表测量上限不应低于被校仪表的测量上限,且标准仪表的允许误差应为被校表的允许误差的四分之一。
4.做上行读数时,如所加压力超过被校压力值时应将压力降低后再递增到被校压力值。
做下行读数时,如所加压力低于被校压力值时,应加压力后再逐渐递减压力至被校压力值上。
七、问题讨论:
1.压力表所测压力为什么压力?
环境大气压对压力表测量是否有影响?
为什么?
2.在工艺生产中,对压力表的量程范围的选择有何要求?
3.如何调整弹簧管压力表的零点及量程?
实验二过程控制系统综合实验
一、实验目的:
1.了解压力变送器、控制器、结构和原理。
2.熟悉手动操纵泵的工作原理及使用。
3.掌握组成自动控制系统每块仪表之间的连接关系(自动控制系统的组成)。
4.观察控制器的比例度、积分时间、微分时间的改变对控制系统的影响。
二、实验仪器:
1.手动操纵泵(Y039)一台;
2.差压变送器(1151系列)一台;
3.智能控制器(AI—808P)一台;
4.无纸记录仪(MC—203R)一台;
5.配电器(9320)一台
6.电阻箱(ZX21A)一台
7.电源箱(DYFY—3100)一台
8.计算机、打印机
9.螺丝刀一把
10.秒表一块
三、实验内容:
1.观察压力变送器、控制器的结构及其作用,部件可调装置的位置、作用。
2.学会手操压力泵的操作方法。
3.改变手操泵的压力,观察压力变送器与控制器的输出的变化。
4.学会差压变送器的零点调整、量程调整的方法。
四、实验步骤及方法:
1.接线:
按图1所示接线
改为:
2.接通电源。
3.改变手操泵手柄加压,使差压变送器在整个压力范围内变化(全量程取5个点,可取0.02、0.04、0.06、0.08、0.1Mpa5个点)。
1.压力由低向高加入(上行程),到达各被校验点,通过显示仪表观察变送器的输出,是否与4-20mA成比例变化,记下数据。
然后压力由高向低(下行程)作同样的变化,记下数据。
5.计算:
序号
手操泵压力
压力变送器(mA)
绝对误差
变差
精度
MPa
上行
下行
上行
下行
1
0.02
2
0.04
3
0.06
4
00.8
5
0.1
6.观察比例度、积分时间、微分时间的改变对控制系统的影响:
(接线如图2)
(1)参数设置:
控制方式ctrl=1,采用AI人工智能调节/PID调节。
保持参数M5=30.0,M5主要决定调节算法中积分作用,和PID调节的积分时间类同。
速率参数P=3,P值类似PID调节器的比例带,但变化相反。
P值越大,比例、微分作用成正比增强,而P值越小,比例、微分作用相应减弱。
P参数与积分作用无关。
滞后时间t=10,t参数对控制的比例、积分、微分均起影响作用,t越小,则比例和积分作用均成正比增强,而微分作用相对减小,但整体反馈作用增强;反之,t越大,则比例和积分作用均减弱,而微分作用相对增强。
如果设置t≤ctl时,系统的微分作用被取消。
输出周期ctl=1,ctl值越大,比例作用增强,微分作家用减弱。
ctl值越小,则比例作用减弱,微分作家用增强。
ctl大于或等于5秒时,则微分作用被完全消除,系统成为比例或比例积分调节。
正作用:
CF=11。
(2)将测量值与给定值相同,观察记录仪指示值(通道2),待输出稳定后,改变手操泵输出压力值,变化幅度不要太大,观察控制器输出信号的变化规律(记录仪、电流表同时观察)。
如曲线所示。
记录输出压力的变化量及曲线。
I0
t
五、注意事项:
1.手动操纵泵连续加压时不要太快,以免超压。
2.做上行读数时,如所加压力超过所需压力值时应将压力降低后再递增到所需压力值。
做下行读数时,如所加压力低于所需压力值时,应加压力后再逐渐递减压力至所需压力值上。
3.阶跃加压时,注意速度,不要加超。
六、问题讨论:
1.差压变送器能否作为压力变送器用?
2.比例度的大小是如何影响控制器的输出的?
3.什么是积分时间?
积分时间的大小如何影响控制器的输出的?
4.什么是控制器的正、反作用?
在控制系统中起什么作用?
附:
智能控制器控制面板说明等
1.面板说明
2.显示状态
3.控制器接线端子图
实验三控制系统综合实验
(一)总体要求
一、实验要求:
1、熟悉实验装置中,所学的各种检测仪表的用途与安装要求。
2、熟悉温度、压力、流量、液位等实验系统的组成。
3、掌握简单回路控制系统。
①控制器控制规律的选择:
P、PI、PID。
②控制器参数的工程整定。
4、了解复杂控制系统的组成、特点、调节器参数的工程整定及系统投运。
5、了解智能变送器、热电偶、热电阻、流量计等仪表的结构,使用方法。
二、实验预习报告要求:
例如:
左图中的液位单回路调节系统示意图:
LT—液位测量变送器
LC—液位调节器
1、熟悉系统组成、熟悉各种仪器仪表的作用。
2、预习报告中,要画出系统连接示意图。
3、画出控制系统的方框图。
4、选择好控制规律和控制器的正、反作用。
三、实验内容:
1、不同实验装置中,控制器控制规律的选择:
P、PI、PID。
3、控制系统的投运,结合理论分析各种控制规律对系统过渡过程的影响。
4、控制器参数的工程整定方法。
四、实验报告:
1、分别写出不同实验装置中控制器控制规律的选择,控制器的正、反作用分析。
2、控制系统投运步骤:
①调节器各开关及正、反作用是否正确,调节阀的气开、气关形式。
②控制器参数工程整定。
3、写出控制器参数的工程整定的方法及步骤。
如:
临界比例度法,衰减曲线法,经验凑试法,两步整定法,一步整定法。
4、通过实验,结合理论课学到的内容,谈谈有何收获和体会。
(二)实验装置介绍
一、液位系统实验装置
1.简介:
该系统由对象部分和控制部分组成,对象部分由三个同样大小的水箱构成,可方便的组成一阶对象、三阶对象。
系统中有互相独立的两个流量通道,分别作为调节通道和干扰通道,扰动可以加在任意一个水箱上,以观察由扰动点不同给调节系统的调节质量带来的影响。
控制部分可由自动化仪表构成,也可用计算机进行控制。
可以对整个系统进行控制,分析和研究。
本装置可做单容对象特性实验,三容对象特性实验,单回路控制,串级控制,比值控制,前馈—反馈控制等实验。
2.装置中的主要仪器仪表
数字显示仪2台,色带指示仪3台;
控制器4台,显示记录仪l台,接线板l块;
恒流给定器4块,气动薄膜调节阀2个;
电容式变送器3块,电气转换器2个;
电磁阀1个,涡轮流量计1个。
对象示意图
二、温度系统实验装置
1.简介:
该系统由对象部分和控制部分组成,对象部分由一个水箱构成,内有加热管,热电阻传感器可方便检测出水箱内温度。
温度的控制采用可控硅电压调整器,调整供給加热管的电压。
水箱内有进水口和出水口,可使流体处于动态。
控制部分可由自动化仪表构成,也可用计算机进行控制。
可以对整个系统进行控制,分析和研究。
2.装置中的主要仪器仪表
毫安指示表3块,调节器2台;
纪录仪2台,差压变送器1台;
调节阀l个;电气转换器l台;
显示器,键盘,鼠标,主机各一个。
对象示意图
三、压力系统实验装置
1.简介:
该系统由对象部分和控制部分组成,对象部分由三个同样大小的压力罐构成,可方便的组成一阶对象、三阶对象。
控制部分可由自动化仪表构成,也可用计算机进行控制。
可以对整个系统进行控制,分析和研究。
本装置可做单回路控制,串级控制等实验。
对象示意图
2.装置中的主要仪器仪表
毫安指示表3块,调节器2台;
纪录仪2台,差压变送器3台;
调节阀2个;电气转换器3台;
显示器,键盘,鼠标,主机各一个。
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- 仪表 自动化 实验 重点