第六课 孔板和涡轮流量计流量比值控制系统实验.doc

第六课、孔板和涡轮流量计流量比值控制系统实验安徽化工学校 陶运道一、实验目的1）、了解各种流量计的结构及其使用方法。2）、熟悉单回路流量控制系统的组成。3）、试了解比值控制在工业上的应用。二、实验设备1）、CS2000型过程控制实验装置：上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根。2）、万用表一只三、比值系统组成原理在各种生产过程中，需要使两种物料的流量保持严格的比例关系是常见的，例如，在锅炉的燃烧系统中，要保持燃料和空气量的一定比例，以保证燃烧的经济性。而且往往其中一个流量随外界负荷需要而变，另一个流量则应由调节器控制，使之成比例地改变，保证二者之比值不变。否则，如果比例严重失调，就可能造成生产事故，或发生危险。又如，以重油为原料生产合成氨时，在造气工段应该保持一定的氧气和重油比率，在合成工段则应保持氢和氮的比值一定。这些比值调节的目的是使生产能在最佳的工况下进行。本实验比值调节系统的组成原理如下图所示：图2.3.11.1系统原理图 四、实验原理：对于节流元件来说，压差与流量的平方成正比，即 PQ2对于图13-1单闭环比值调节系统，A，B 两个管路上的P可分别写为PA=KAQA2PB=KBQB2其中， KA、KB为放大系数。变送器送出的信号为4-20mA电流信号，那么F1，FA有如下关系： F1-4=CAPA FA-4=CBPB式中CA、CB是变送器的放大系数， F1，FA是变送器的输出信号电流。比值器的输出关系为： F2-4=KC( F1-4)KC为比值器的放大系数。则有：F2-4=KCCA KAQA2FA-4=CBKBQB2由于调节器为比例积分调节，在稳态下它可保持FA =F2，故有KC CA KAQA2 = CB KBQB2即 （QA/QB）2=KCCB KB/CA KA从上式可知，为使流量QA、QB的比值满足工艺要求，只要适当地调整比值器的放大系数KC即可。注：Ctrl=5,AI808（2）作为手动操作器和伺服放大器。 CF=8 AI808（1）为外接定，Sn=32 AI808 输入接通道2，外接定接通道1。五、实验内容与步骤1、设备的连接和检查：（1）、检查电源开关是否关闭。（2）、关闭储水箱放水阀将CS2000 实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。（3）、开通以威乐泵、电动调节阀、孔板流量计以及上水箱进水所组成的水路系统，开通以威乐泵、变频器、涡轮流量计以及上水箱进水所组成的水路系统，关闭通往其他对象的切换阀关闭通往其他对象的切换阀。系统连线图：图2.3.11.2实验接线1）、连接好比值调节实验硬件连线。2）、启动工艺流程并开启相关仪器和计算机系统。3）、AI808（1）设置：CF=8，DIH=100，Sn=32；AI808（2）Ctrl=5，DIH=100。4）、运行MCGS组态软件，进入实验系统相关的实验，如图2.3.11.3示：5）、调节比值器的放大系数，在上位机上实现，软件设定放大系数。6）、观察计算机显示屏上实时的响应曲线，改变放大系数，待系统稳定后记录过渡过程曲线。记录各项参数。图2.3.11.3实验软件界面 六、实验报告要求。1）、画出比值控制系统的方框图。2）、用临界比例度法整定三种调节器的参数，并分别作出系统在这三种调节器控制下的阶跃响应曲线。3）、作出比值器控制时，不同KC值时的阶跃响应曲线？得到结论是什么？4）、分析PI调节器控制时，不同P和I值对系统性能的影响？七、注意事项1）、