[工学]实验六离心泵恒压力控制实验.doc

实验六 离心泵恒压力控制实验一、实验目的1测定离心泵恒压力控制系统在阶跃干扰作用下，离心泵出口压力的过渡过程，利用最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间等参数评价离心泵恒压力控制系统的控制质量。2掌握比例度P、积分时间I参数在压力控制系统中的作用和对过渡过程品质指标的影响。二、实验原理图6-1离心泵恒压力控制系统图离心泵恒压力控制系统流程图如图61所示。图6-2 离心泵恒压力控制方框图离心泵恒压力控制方框图如图62所示。图中被控变量为冷水泵出口压力，执行器为交流变频器，变频器驱动冷水泵电机。离心泵恒压力控制系统为单回路控制系统。安装在离心泵出口管路上压力变送器PT将离心泵出口压力转换成电压信号，输出至工业调节器PC，PC将压力信号与压力给定值比较后，按PI调节规律输出420mA信号，驱动交流变频器控制冷水泵电机的转速，达到恒定离心泵出口压力的目的。控制参数如下：1 被控变量y：离心泵出口压力P。2 给定值(或设定值)Ps：对应于被控变量所需保持的工艺参数值，在本实验中取0.4 MPa。 3 测量值Pm：为离心泵出口压力值P。4 操纵变量：为离心泵转速n。使用交流变频调速器作为执行器对离心泵转速进行控制。交流变频调速器的输入信号范围：420mA；输出：380V，0 至50Hz。5 干扰变量f：在实验中采用突然改变流量的方法，人为模拟外界扰动给控制变量造成干扰。6 偏差信号e 被控变量的实际值与给定值之差， e=Ps-Pm。Pm离心泵出口压力值P；Ps离心泵出口压力设定值。7控制信号u 压力调节器PC将偏差按比例积分控制PI规律计算得到的输出量。比例积分控制规律是比例与积分两种控制规律的组合，数学表达式为： PI控制规律将比例控制反应快和积分控制能消除余差的优点结合在一起，在生产中得到了广泛应用。 流量 Q 0 t0 时间t图6-3 流量阶跃干扰信号假定在时间t=0之前，系统稳定，被调控变量离心泵的出口压力P等于设定值。若在t=0时刻，外加流量阶跃干扰（图6-3），离心泵出口压力开始变化并按衰减振荡的规律变化，经过一段时间后，离心泵出口压力逐渐趋于稳定。完成了一次过渡过程。三、实验步骤1. 将压力表“11-4”压力设定值设为0.4MPa，比例带P设为60，积分常数I设为15；2. 打开阀门V06、V10，关闭其他阀门，使冷流体走壳程，流程见图6-1；3. 灌泵：打开自来水阀门V02，旋开冷水泵排气阀放净空气，待放完泵内空气后关闭，保证离心泵中充满水，再关闭自来水阀门V02；4逆时针转动压力调节旋钮“11-8”至零位，顺时针转动流量调节旋钮“11-9” 至全开，打开流量调节阀；5 打开出阀门V12，V13；6开启工控机，运行组态王进入实验程序，选择“离心泵恒压力控制实验”，进入实验程序界面，单击“清空数据”按钮清空数据库；7启动冷水泵：将水泵运行方式开关 “11-7” 旋向 “变频”，选择变频运转方式，然后按下冷水泵启动按钮“11-11”，分别转动压力调节旋钮“11-8”和流量调节旋钮“11-9”，使冷水泵出口压力（表11-4）保持在0.4MPa，泵出口流量（表11-2）为1.5 L/s，按下控制方式按钮“11-5”；8点击“记录数据”按钮，开始记录数据；9施加干扰，转动阀门V12使泵出口压力偏离给定值0.05Mpa，观察压力恢复过程；