数字调节器参数测试实验指导

1、数字调节器参数测试实验指导一、 实验目的1. 通过本实验进一步了解数字调节器的结构及组成原理。2. 了解数字调节器的功能及在控制系统中的作用。3. 掌握数字调节器报警功能测试方法。4. 掌握数字调节器输入输出软调零、调幅方法，测试显示误差。5. 掌握数字调节器PID参数测试方法。二、 实验原理本实验数字调节器采用VCS901系列单回路可编程调节器，它以80C196单片机为主机，具有数字显示、光柱模拟显示、变送、报警、调节功能，仪表输入适配各种标准信号、热电阻信号、热电偶信号，可实现对温度、压力、湿度、液位、流量等参数的显示、变送、报警和调节等功能。VCS901有三种工作状态，即操作状态、整定状

2、态和调校状态。操作状态是仪表正常运行时供现场操作者监视、设定及手动操作的状态；整定状态供用户整定及观察各种工作参数，如PID参数等；调校状态是本调节器特有的功能组态、输入输出软调零、调幅的功能状态。各种状态下键盘的定义与显示器的用法是不同的。在操作状态下，光柱显示测量值、设定值和输出值，数字显示窗可显示测量值、设定值和输出值，键盘可修改设定值或手控输出；在整定状态下，面板光柱显示同操作状态，数字显示窗可显示各种参数，键盘可修改各参数；调校状态面板光柱全暗，此时仪表可进行功能组态、输入类型选择、调校各输入输出模拟量。各状态间的切换通过功能键盘操作实现。三种状态中，调校状态级别最高，其次是整定，操

3、作状态级别最低。状态转换：上电启动时是操作状态。在操作状态下，先同时按“LST+”键，数字窗口出现参数名“FT1”（或其它参数名），即表示进入参数整定状态第一区，参数整定完毕后，按“LST+”键，即回到操作状态。当CI=0时，C/I灯灭，设为单回路调节器功能时，在参数整定状态下的第一区，同时按“LST+”键，数字窗口出现“xxT”或“xxY”，即表示进入参数整定状态第二区，参数整定完毕后，按“LST+”键，即回到整定状态下的第一区。在参数整定状态第二区状态下，同时按“NXT+”键，3秒钟内再同时按“LST+”键，数字窗口出现“CA0”，即表示将进入调校状态，可以进行调校状态的各种操作（如输入输

4、出调校、输入信号设定、通信地址、图1 CI=0时，调节器操作状态流程图通信速率设定等），调校完毕后，按“LST+”键，即回到整定状态参数第二区。再按“LST+”键，即回到整定状态参数第一区。再按“LST+”键，即回到操作状态。实验中，利用信号发生器产生420mA电流作为数字调节器的输入信号。输出电流以PID作用变化。若调节器输入信号用x表示，则输出信号用y表示。1） 比例作用ttxy2)积分作用ttyx3)微分作用ttyx三、 实验设备1.直流稳压电源 1台2.数字调节器 1台3.信号发生器 1台4.直流电流表 1台四、实验内容与步骤1整定参数表区号序号显示初始值功能说明及其取值范围第一区1U

5、A0PID作用方向，UA=0正作用，UA=1反作用；2CC0给定选择，CC=0，面板给定；CC=1，时间曲线给定；CC=2，外部信号给定；3Pb100.0比例度 ：1.61000；4TI180积分时间19999秒；5Td0.0微分时间01000秒；6IE100.0积分分离限，0.0100.0；7OL0.0输出下限，0.0100.0；8OH100.0输出上限， 100.00.0；9DL106.4DL=0.0106.4，输出DL值偏差报警和结束报警。10TC1.0时间曲线时间单位，03600；11Pt0.000脉冲周期，0.5800秒；12CL00.0AI0量程标尺下限，-99.9+99.9；13

6、CH010.0AI0量程标尺上限，-99.9+99.9；14CE01AI0量程标尺指数-2+2；15PL0-6.4AI0报警下限，全量程；16PH0106.4AI0报警上限，全量程；17Ft00.0AI0输入一阶滤波时间，单位为秒；18Sr00AI0输入值开方组态，=0不开方，=1开方；19Co00AI0冷端补偿：Co0=0，不补偿，Co0=1，有冷端补偿20CL10.0AI1量程标尺下限，-99.9+99.9；21CH110.0AI1量程标尺上限，-99.9+99.9；22CE11AI1量程标尺指数-2+2；23PL1-6.4AI1报警下限，全量程；24PH1106.4AI1报警上限，全量程

7、；25Ft10.0AI1输入一阶滤波时间，单位为秒；26SR10AI1输入值开方组态，=0不开方，=1开方；27Co10AI1冷端补偿：Co1=0，不补偿，Co1=1，有冷端补偿第二区19600t47t00y47y0.00.0时间曲线各折点时间值，07999时间曲线各折点输出值，全量程。2.报警测试1）接线：调节器1，2端为输入，9，10端为输出，其中，1和9为，2和10为；26N(),27L(-)端接220伏交流电压，28接地。2）上电启动时是操作状态。在操作状态下，先同时按“LST+”键，调节器进整定一区，将参数PL设为10，PH设为90，其余参数同初始值。按“LST+”键，即回到操作状态

8、。3）信号发生器产生的420mA电流作为输入信号，设计表格记录测量实际的上限下限报警值。3.输入输出软调零调幅在操作状态下，同时按“LST+”键，进入参数整定状态第一区，同时按“NXT+”键，3秒钟内再同时按“LST+”键，数字窗口出现“xxT”或“xxY”，进入参数整定状态第二区；同时按“NXT+”键，3秒钟内再同时按“LST+”键，数字窗口出现“CA0”进入调校状态，CA设为10。1） 输入软调零调幅按“LST”、“NXT”功能键调出AI，由信号发生器输入4mA，观测数字调节器数字窗显示是否为零，若不为零，按RUN键软调零；由信号发生器输入20mA，观测数字调节器数字窗显示是否为100，若

9、不为100，按A/M键软调幅。2） 输出软调零调幅按“LST”、“NXT”功能键调出AO,调调节器面板或键使得输出电流表指示为4mA，观测数字调节器数字窗显示是否为零，若不为零，按RUN键软调零；调调节器面板或键使得输出电流表指示为20mA，观测数字调节器数字窗显示是否为100，若不为100，按A/M键软调幅。3） 输入信号测试退出调校状态：按“LST”+“”。直到回到操作状态进行信号测试，自行设计表格记录由信号发生器分别输入4mA、8mA、12mA、16mA、20mA时，调节器面板数字显示窗显示的理论值和实际值。4）比例度测试若调节器输入信号用x表示，输出信号用y表示，根据定义，调节器比例度为输入变化量与输出变化量之比，即 Pb=%进入整定一区，设定Pb100，TI9999，TD0，其余参数不变。回到操作状态，先将信号发生器量程设在10mA挡，调信号发生器使得调节器数字显示窗指示为2，即PV12，按LST”、“NXT”功能键使MV指示灯亮，调调节器面板或键使得调节器数字指示窗为20，即MV120,将A/M切为自动，将信号发生器的量程从10mA挡切到20mA挡，记录此时的PV2和 MV2，得出实际Pb值，计算与设定值的误差。同样方法测量Pb50时的误差。4） 积分时间测定若调节器输入信号用x表示，输出信号用y表示，积分时间为TI，根据定义：yxxxxTItt