化工仪表及自动化实验指导书35

1、 PAGE 3化工仪表及自动动化实验指导书合肥工业大学化化学工程学院院目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc142480317 目 录 PAGEREF _Toc142480317 h 2 HYPERLINK l _Toc142480318 前 言 PAGEREF _Toc142480318 h 1 HYPERLINK l _Toc142480319 实验一 热电电偶的焊接与与校验 PAGEREF _Toc142480319 h 1 HYPERLINK l _Toc142480320 实验二 压力力表、流量计计的校验 PAGEREF _Toc142480320 h

2、 3 HYPERLINK l _Toc142480321 实验三 电子子自动平衡电电桥及动圈表表的使用和校校验 PAGEREF _Toc142480321 h 6 HYPERLINK l _Toc142480322 实验四 电子子电位差计及及数字显示表表的使用和校校验 PAGEREF _Toc142480322 h 9 HYPERLINK l _Toc142480323 实验五 DBBW温度变送送器的校验 PAGEREF _Toc142480323 h 13 HYPERLINK l _Toc142480324 实验六 电动动调节器性能能试验 PAGEREF _Toc142480324 h 15

3、 HYPERLINK l _Toc142480325 实验七 A33000过程程控制系统综综合实验 PAGEREF _Toc142480325 h 21 HYPERLINK l _Toc142480326 附表一 镍铬镍铝，镍铬铬镍硅K(EUU2) 温度毫伏表 PAGEREF _Toc142480326 h 28 HYPERLINK l _Toc142480327 附表二 镍铬考铜EA22温度毫伏对对照表 PAGEREF _Toc142480327 h 29 HYPERLINK l _Toc142480328 附表三 铂铑-铂LB3温度度毫伏对照表表 PAGEREF _Toc142480328

4、 h 30 HYPERLINK l _Toc142480329 附表四 铂电阻阻温度与电阻阻值换算表 PAGEREF _Toc142480329 h 31 HYPERLINK l _Toc142480330 附表五 铂电阻阻温度与电阻阻值换算表 PAGEREF _Toc142480330 h 32 HYPERLINK l _Toc142480331 附表六 铜热电电阻温度与电电阻值换算表表 PAGEREF _Toc142480331 h 33 HYPERLINK l _Toc142480332 附录七 铂热电电阻温度与电电阻值换算表表 PAGEREF _Toc142480332 h 34 HY

5、PERLINK l _Toc142480333 附录八 铜热电电阻温度与电电阻值换算表表 PAGEREF _Toc142480333 h 35 HYPERLINK l _Toc142480334 附录九 铜热电电阻温度与电电阻值换算表表 PAGEREF _Toc142480334 h 36前 言 PAGE 71本实验指导书书与厉玉鸣鸣主编的化化工仪表及自自动化（第三三版）配套套使用，全书书共分为两大大部分，实验验一六属于验证证型实验部分分，即现场仪仪表的使用和和校验方法，其其中实验一、二二涉及到了温温度、压力、流流量等化工基基本参量的测测量与校验方方法，实验三三、四、五涉涉及到了显示示和变送仪

6、表表的使用方法法和精度校验验，实验六则则是控制仪表表性能参数的的测定；实验验七则属于综综合型实验部部分，即自动动控制系统的的使用和整定定方法，要求求学生在熟悉悉A30000过程控制系系统的基本使使用方法的基基础上，按照照不同的专业业要求有选择择地进行温度度、压力、液液位和流量等等化工参数的的测量和控制制。各个实验验均分作“实验目的和和要求”、“工作原理”、“实验仪器及及设备”、“实验内容”和“实验报告内内容”等五个单元元，本书末尾尾附有常用的的分度号对照照表。本书是在现行实实验讲义的基基础上改编形形成的，由合合肥工业大学学杨则恒副教教授主编，并并编写其中的的实验五、六六、七，参加加编写的有路路

7、绪旺（实验验二、三）、吕吕建平（实验验一）、王莉莉（实验四），全全书由路绪旺旺统稿。本书在改编过程程中得到化工工技术中心各各位教师的大大力支持，在在此谨致谢意意！成书匆忙忙，疏漏之处处在所难免，恳恳请大家包涵涵指正。编者20067实验一 热电电偶的焊接与与校验一、实验目的和和要求掌握热电偶的焊焊接和校验方方法。了解热电偶冷端端温度补偿的的重要性。二、工作原理阅读教材有关部部分。三、实验仪器及及设备参见各实验的实实验装置图。四、实验内容（一）热电偶的的焊接焊接热电偶的方方法很多，本本实验只介绍绍目前常用的的一种方法炭精粒焊焊接法，炭精精粒焊接热电电偶设备接线线原理，如下下图所示：按图所示接线后后

8、，将待焊接接热电偶一端端插入炭精粒粒中，调好适适当电压，直直至热电偶焊焊接成球状为为止。使用中中应注意用电电安全和负载载防护设备。（二）热电偶的的校验1、热电偶校验验装置电路连连接，如图所所示：2、热电偶的校校验方法（采采用常用的比比较法）： （1）将被校热热电偶与标准准热电偶的热热端摆齐捆扎扎好，放入管管式电炉的温温区（中间部部分）。电炉炉两端的炉口口用烧过的石石棉堵塞好，以以减少空气对对流，如有条条件，将一镍镍块置于热电电偶热端下面面，以使被校校与标准电偶偶的热端温度度更加一致。（2）被校热电电偶与标准热热电偶的冷端端用补偿导线线连接，补偿偿导线的另一一端与接至切切换开关的导导线相连接，并

9、并置入保温瓶瓶的冰水混合合液中，标准准与被校热电电偶经切换开开关控制后接接至电位差计计。（3）管式电炉炉用自藕调压压器控制升温温的快慢，并并从动圈式温温度指示仪大大致了解炉温温，当炉内温温度升到预测测的温度时，最最好能使炉温温在5分钟内内变化不超过过2，以保证测测量时有较高高的准确度。（4）对于铂铑铑-铂热电偶偶，一般从8800开始校验，而而对于普通金金属热电偶从从300开始校验，每每隔1005读数，每次次读数最好能能反复4次以以上，并以平平均值为准，本本实验要求不不少于4个检检测点（如室室温、1000、200、300等）。（5）读数时，将将电位差计切切换开关打到到标准热电偶偶，读完数据据后，

10、立即打打到被校热电电偶，每次读读数时要迅速速准确。校验数据记录：标准热电偶分度度号： 被校热电电偶分度号： 参考炉温标准热电偶读数数（mV）对应的炉温（）被校热电偶读数数（mV）（6）观察热电电偶的冷端温温度变化对测测量的影响（选选做）：在热热电偶热端处处于任意恒定定温度时，先先从电位差计计上读取热电电势值，然后后将电偶冷端端从广口保温温瓶取出，使使之感受室温温数分钟后，在在从电位差计计上读取热电电偶电势值，并并与冷端为00时电势值相相比较。参考炉温冷端为0电势势值冷端为室温电势势值（）（mV）（mV）五、实验报告内内容根据校验数据记记录，以标准准热电偶测出出校验点炉温温（）为图表的的纵坐标，

11、以以被校电偶电电势值（mVV）为图表的的横坐标，画画出被校热电电偶的E-tt关系曲线，供供实际使用。验证冷端温度变变化的误差公公式：对本实验的改进进意见实验二 压力力表、流量计计的校验一、实验目的和和要求了解压力表的结结构和校验方方法；了解活塞式压力力表的结构及及使用方法；了解转子流量计计的结构和指指示值的修正正方法；了解钟罩式气体体计量器的结结构、原理和和使用方法。二、工作原理阅读教材有关部部分三、实验仪器及及设备活塞式压力计 1台标准压力表 1只被校压力表 1只气体计量器 1台气体转子流量计计 1只秒表 1只四、实验内容（一）压力表的的校验1、用活塞式压压力计校验压压力表原理，如如下图所示

12、。2、观察拆开的的压力表结构构，了解调整整部件的作用用；3、了解活塞式式压力计的结结构、作用原原理及使用方方法；4、在油杯中加加足油并排尽尽管道系统中中的空气；精度和变差的校校验：利用压压力发生器加加压，使被校校表指针逐点点上升至被校校刻度上，读读取记录校准准表和被校表表的示值，直直至标尺最大大值，然后逐逐渐降压，使使被校表逐点点到达被校刻刻度上，读取取记录标准表表和被校表示示值。校验过过程中，应保保持被校压力力表指针单方方向且无跳动动的移动。校验数据的记录录处理被校表型号 测量量范围 精度等级级被校表（MPaa）标准表（MPaa）基本误差变差正行程反行程正行程反行程注：也可采用标标准砝码来校

13、校验压力表，数数据处理方法法类似。（二）流量计的的校验钟罩式气体计量量器是测量气气体流量的标标准装置，结结构如下图所所示，气体计计量器是以钟钟罩内容量为为标准容量的的计量仪器；当钟罩下降降时，钟罩内内气体经实验验管道排出，排排往被测仪表表，以钟罩内内排出的气体体容量比较被被校仪表的精精度。了解转子流量计计结构，气体体计量器结构构和工作原理理、使用方法法；精度和变差校验验将水槽注入水，放放下钟罩使其其浮于水面上上，调节阀门门8和转子流流量计进气阀阀，使转子逐逐点上升至被被校刻度上，用用秒表测定钟钟罩下降0.1米所需时时间，记录转转子流量计示示值和钟罩下下降时间，直直至标尺刻度度最大值；同同法进行

14、反行行程测定，用用温度计测取取室温。计算气体计量器器产生的空气气流量，即工工作状况下空空气流量 式中：R钟钟罩内半径，00.25m；h钟罩下降降高度，m；t钟罩下降降h所需时间间；然后将Q1换算算为工业基准准状态下的流流量Q0 ，利用，式中：工作作状态下空气气的流量，HHm3/h；被测介质在在标准状态下下的密度，kkg/ Hmm3；校验用介介质在标准状状态下的密度度，此处空气气为1.2993kg/ Hm3；被测介质的的绝对压力，MMPa；工业基准状状态下的绝对对压力，0.101333MPa；工业基准状状态下的绝对对温度，K；被测介质的的绝对温度，KK；注意：若转子流流量计刻度单单位为l/hh，

15、则需将QQ0单位转换与与之一致。校验数据记录处处理 测量与 实验内容计算数据校验点正行程反行程变差Q0指Q0指五、实验报告内内容记录实验所用仪仪器设备的规规格型号、实实验数据；计算被校表基本本误差、变差差，确定被校校表是否符合合原精度等级级。对本实验的改进进意见实验三 电子子自动平衡电电桥及动圈表表的使用和校校验一、实验目的电子自动平衡电电桥及XCZZ（T）-1102型动圈圈式温度指示示（调节）仪仪与热电阻或或产生电阻值值变化的变送送器配合使用用，对温度或或其他参数进进行测量和记记录，它比较较准确和灵敏敏，在工业中中得到广泛的的使用。通过过本实验，了了解仪表的结结构、使用与与测定方法二、工作原

16、理阅读教材有关部部分。三、实验仪器及及设备1XCZ(TT)-1022型动圈式温温度指示调节节仪 1台2电子自动平平衡电桥 1台3标准电阻箱箱（0.1以上） 1台台45外接电电阻 3只只四、实验内容电子自动平衡电电桥的使用和和校验电子自动平衡电电桥校验的接接线方法如图所示，A、BB、C为连接接铜导线，其其中A、B两两线的连接电电阻（即由标标准电阻箱的的接线端子至至仪表接线端端子之间的接接线电阻），与与线路调整电电阻R之和应应调整为2.5。将仪表通电预热热；测定指示基本误误差及不灵敏敏区应在输入入信号增大和和减小两个方方向上进行，其其方法如下：将标准电阻箱调调到被测电子子自动平衡电电桥的指针位位于

17、比被检分分度线（与被被检分度线指指示值相当的的欧姆值为RR示）低2-33个分格处，再再慢慢增加电电阻值，使指指针达到被测测分度线上并并与之重合，读读下此时电阻阻箱的实际电电阻值R实，此为正行行程的读数。用以上方法依次次在指示尺所所有数字的分分度线上进行行测定。按下下式计算指示示值的基本误误差及不灵敏敏区：指示基本误差：指示不灵敏区：式中：被检检查指针指示示在被检刻度度线上时，输输入被检表的的实际欧姆值值（即电阻箱箱上的读数）；与被检电子子平衡电桥上上被检分度线线指示值相当当的欧姆值；，与被检电电子平衡电桥桥标尺终端和和始端分度线线指示值相当当的欧姆值。另外，仪表的基基本误差应不不超过0.5%，

18、高高值的不灵敏敏区亦不应超超过0.5%。校验数据的记录录整理被校表型号 分度度号测量范围 精度度等级 实验验内容测量与计算数据据校验点正行程反行程变差R示R实指R示R实指测量全程时间仪表指针从标尺尺始端走至标标尺终端需要要的时间叫全全程时间，使使仪表指针从从标尺始端走走至终端和从从终端走至始始端，如此三三次，用秒表表记下时间，每每个方向三次次时间的平均均值为对应时时间的行程时时间。（小型型平衡电桥的的全程时间约约为5秒）XCZ(T)-102型动动圈式温度指指示（调节）仪仪的校验XCZ(T)-102型动动圈式温度指指示（调节）仪仪校验的接线线方法，如下下图所示：调整仪表的机械械零点，由指指导教师

19、检查查合格后再接接通电源；调节仪表的电气气零点，细心心调节标准电电阻箱之电阻阻值，使R66等于表刻度度下限所对应应的电阻，指指针应指在下下限刻度，否否则拆开仪表表调整R2 和R0使指针与下下限重合；进行正反行程刻刻度校验，若若基本误差超超过仪表精度度等级范围，则则用另一电阻阻箱代替R串串，将Rt调到上限刻刻度对应之电电阻值，改变变R串使指针指在在上限位置，然然后又使Rtt调到刻度下下限之阻值，再再调节R2 、R0反复数次，直直到上限和下下限调好后，再再根据电阻值值重新配置RR串。（该项工工作一般由指指导教师事先先完成）按正行程由小到到大，细心调调节标准电阻阻箱的电阻值值，并观察动动圈表指示，一

20、一直调到动圈圈表准确指在在校验点上，读读取校验点的的温度及电阻阻箱的电阻值值，记入表中中，每只表的的校验点不少少于5个。按反行程由大到到小，依次完完成反行程实实验，并记录录数据；注意意读数时应使使指针与镜中中之线重合。校验数据记录及及处理被校表型号 分度度号测量范围 精度度等级被校表指示值tt指电阻箱读数Rtt正反对应温度t实正反绝对误差t指-t实变差t正-t反反五、实验报告1、记录实验所所用仪器设备备的规格型号号、实验数据据，并计算出出各项指标，判判断被校仪表表是否符合原原精度等级。2、思考并回答答下列问题：（1）对于电子子自动平衡电电桥的校验，若若仪表指针指指在标尺始端端回不来，其其原因可

21、能是是下述原因中中的哪一种情情况？可能是RT断断路，上支路路的R调接触不良；特殊情况下下，也可能是是下支路电阻阻R2短路；可能是R4或或其连接线短短路，特殊情情况下，也可可能是下支路路R3断路。（2）在使用热热电阻温度计计测温时，为为什么要采用用三线制接线线法？（3）对于动圈圈式温度指示示（调节）仪仪的校验被校仪表通电电后，指针打打向极右，试试分析原因；被校仪表通电电后，指针打打向极左，试试分析原因。3、对本实验的的改进意见实验四 电子子电位差计及及数字显示表表的使用和校校验一、实验目的和和要求电子电位差计、XXCZ（T）101温度指示调节仪及XMTA-101型数字显示仪表，常用作热电偶测温的

22、显示仪表，也常作为其他直流毫伏或直流毫安参数的显示仪表，在工厂中用的很普遍。通过本实验，进一步了解仪表的构造，并掌握其使用与校验的方法。二、工作原理阅读教材有关部部分。三、实验仪器及及设备1、XMTA101型数数字显示表 一只只2、XCZ1101（或XXCT101）型型动圈温度指指示（调节）仪仪 一一只3、XWC1100电子电电位差计 一只只4、UJ59型型标准电位差差计 一一只5、Z21标准准电阻箱 一只6、毫伏信号发发生器 一只四、实验内容（一）电子电位位差计校验1、电子电位差差计校验接线线示意图，如如上图所示。2、通电预热，送送入电子电位位差计的电势势为0时（即即把两导线短短接），记下下

23、电子电位差差计的指示值值。3、测定指示基基本误差：按按以上接线图图连接装置后后，进行指示示基本误差的的测定。应在在输入信号增增大或减小两两个正反行程程上进行，其其方法如下：（1）先送信号号给电子电位位差计，使其其指针移动到到低于（按增增大方向测定定时）或高于于（按减小方方向测定时）被被测分度线223个分格处处，可缓慢送送入信号，使使指针与被测测分度重合，并并在手动电位位差计上读出出输入信号的的实际值，记记录下结果。（2）用上述方方法依次在标标尺所有标有有数字的分度度线进行测定定，记下1000、200等各点处处的实验结果果。（3）按下式计计算指示基本本误差指式中：E实手动电位差差计上实际毫毫伏数

24、；E示与被测测电子电位差差计上被测分分度线指示值值对应的毫伏伏数；E终E始被被测电子电位位差计终端和和始端相应的的毫伏数，即即为仪表的电电量程；e输入信号号为0时，电电子电位差计计所显示的温温度对应的毫毫伏值。4、校验数据记记录及处理：被校表型号 分度度号 测量范围 精精度等级 实验验内容测量与与计算数据校验点正 行 程反 行 程变 差（正反行程之差差）E示E实指E示E实指测定记录基本误误差时，可参参照前述方法法。（如时间间不够可免做做）在指示标尺及记记录标尺的所所有分度线上上，仪表的指指示基本误差差及记录基本本误差不应超超过下列规定定。精度等级允许指示基本误误差%允许基本误差%0.50.51

25、.0(长图记记录仪表)1.5(圆图记记录仪表)（二）数字显示示仪表校验1、数字显示表表校验接线示示意图如下图图所示。2、通电预热。3、送如数字显显示表的电势势为0时，记记下数字显示示表的指示值值。4、测定基本误误差：按上图图接线，测定定基本误差时时，应进行正正反行程测量量，其方法如如下：（1）先送信号号给数字显示示表，使显示示值低于（正正行程时）或或高于（反行行程时）检验验点温度23，然后缓慢慢送入信号，使使其显示校验验点温度，并并在手动电位位差计上读出出输入信号的的实际值，记记录下结果。（2）用上述方方法依次在各各校验点进行行测定，记录录实验结果。（3）按下式计计算基本误差差指式中：E实手动

26、电位差差计上显示的的实际毫伏数数；E示数字显显示表显示校校验点温度对对应的毫伏值值（查表得到到）；E终、E始数字显示表表测量范围的的上限和下限限相对应的毫毫伏数，因此此，E终-E始为仪表的量量程；e送入数字字显示表的信信号为0时，所所显示的温度度对应的毫伏伏数。5、校验数据记记录及处理被校表型号 分度度号 测量范围 精精度等级 实验验内容测量与计算数据据校验点正 行 程反 行 程变 差（正反行程之差差）E示E实指E示E实指6、 XCZ（TT）101温度度指示调节仪仪可选做。五、实验报告内内容1、记录实验所所用仪器设备备的规格、型型号，计算被被校仪表各校校验点的指示示基本误差与与不灵敏区，判判断

27、该仪表是是否符合原精精度等级。2、对于电子电电位差计的校校验，思考并并回答下列问问题：在校验时为什么么可以用手动动电位差计代代替热电偶，送送一个已知电电势信号给电电子电位差计计，在校验动动圈温度指示示仪时，可否否这样做？为为什么？ 若接线如图，当当送入电子电电位差计电势势为0时（即即将接到手动动电位差计上上的铜导线短短接），将补补偿导线与铜铜导线的连接接点置于冰水水中，电子电电位差计应指指示什么值？再将该点置置于室温下，电电子电位差计计应指示什么么数值？ 3、对本实验的的改进意见实验五 DBBW温度变送送器的校验一、实验目的和和要求通过实验更好地地掌握温度变变送器的工作作原理，学会会正确使用D

28、DBW5500AA型温度变送送器并掌握其其校验方法。二、工作原理阅读教材有关部部分。三、实验仪器及及设备DBW55000A型温度度变送器 一只直流毫安表（0020 mmA） 一块电阻箱 二只电位差计 一台四、实验内容（一）热电偶温温度变送器校校验初步检查：接通通电源，机芯芯上两只发光光二极管点亮亮，表示已有有4 mA信号输输出，加输入入信号使输出出为20 mmA，预热330分钟。DBW温度变送送器零点和满满量程调整：由温度（设设0800）与毫伏换换算表查得相相应“零点”与“满度”时的毫伏值值U1和U2，仪表量程程UU2-U1,输入U1调整零点迁迁移电位器，使使输出为4 mA，然后后输入U2调“

29、量程”电位器，使使输出为200 mA，这样样反复调整几几次，直到“零点”和“满度”调准为止。线性度检验：把把U2-U1四等分的毫毫伏数U1，U1+25%U, U1+50%U, U175U，U1100U，依次输输入温度变送送器，输出电电流应分别为为4、8、112、16、220 mA按正行行程、反行程程分别校验各各点，求出基基本误差和变变差。 实验验内容测量与计算数据据校验点正 行 程反 行 程变 差（正反行程之差差）I标I实正I标I实反零点迁移（可选选做）将零点迁移到3300，测量范围围为30011000，查表得对对应毫伏数为为和，输入，调整整“零点迁移”电位器，输输出为4mAA，然后输入入输出

30、应为220mA。带负载能力改变负载电阻（00450）观察温度度变送器输出出恒流性能。（二）热电阻温温度变送器的的校验1、零点和满量量程调整：设设温度为0200，由温度与与电阻值换算算表查得相应应“零点”与“满度”R1和R2，则RR1R2，分别输入入R1和R2，分别调整整“零点迁移”和“量程”电位器，使使输出各为44 mA和200 mA，然后后再检查线性性并记录。其其方法和热电电偶温度变送送器的校验相相同。2、改量程：设设温度为1000200，查表得出出、。分别输入入和调整 “零点迁移”和“量程”电位器，使使输出各为44 mA和200 mA，反反复调整，使使 “零点”和“满度”都调准为止止。五、

31、实验报告要要求简要说明实验内内容；整理实验数据，说说明校验结果果及该表的精精度等级；对本实验的改进进意见实验六 电动动调节器性能能试验一、实验目的和和要求DTL-1211型调节器是是DDZ-型电动调节器器，DTZ-2300型型指示调节仪仪是DDZ-型电动调节器器，在炼油化化工生产过程程中已得到广广泛应用，通通过本实验进进一步了解这这种调节仪表表的构造、使用与校验验方法。二、工作原理阅读教材有关部部分。三、实验仪器及及设备DTL1211电动调节器器 1台DTZ-23000电动指示示调节仪 1台DFX02校校验信号发生生器 11台直流毫安表010mA，0020mA， 0.5级 各2只只直流稳压电源

32、：电压24VV, D.CC. 电流1A 1台台数字电压表：量量程5 V，分分辨率1mV 1台标准电阻箱 0.11 1台 秒表 1只四、实验内容（一）DTL121电动动调节器性能能测试1、熟悉DTLL121调节节器面板上各各部件的作用用，背后各接接线板上各接接线柱的作用用。位于仪表表外壳内的、T、TD电位器及各各种开关的作作用。仪表背后接线板板的布置如下下图所示，其其中输入为主输入，为副输入，即即输入有两条条通道可将两两路信号综合合，当只用一一条通道时，将将输入信号接接入端子即可。仪表的负载电阻阻为03KK，当负载电电阻1.55 K时，输出应应接在 eq oac(,11) eq oac(,12)

33、；当当负载电阻1.5 KK时，输入应应接在 eq oac(,11) eq oac(,13)。2、将仪表背后后接线板上有有关端子按下下图接好。3、熟悉校验信信号发生器的的使用方法校验信号发生器器的使用方法法见后附注。4、仪表的调校校步骤（1）按图62接好后，连连接220VV电源，预热热1小时。（2）开环放大大倍数的调校校。将手动、自动开开关置于“自动”，正、反开开关置于“正”，内、外开开关置于“外”，偏差、平平衡开关置于于“平衡”，微分开关关置于“0”，将比例带带电位器旋钮钮逆时针方向向转至极限位位置为止，即即是反馈位置置最小（比例例带最小），积积分时间旋钮钮位置任意，合合上积分电容容短接开关K

34、K。当输入信号为“零”时，调整调调零电位器WW2（在印刷线线路板前端上上方），使输输出在111.5 mAA之间，调好好后，输入550A，输出应为为66.55mA，否则应应调整增益电电位器W4(在印刷线线路板右端上上方),使之之满足要求,调整W4时零位亦有有变化,需反反复调整W22和W4,直到符合合要求为止.在不加输入信号号(输入信号号入0)情况况下,比例带带置50,(此时为为闭环情况)输出应回零零(允许偏差差0.1 mA)。（3）比例带测测试各开关的位置如如下：“自动”、“正”、“外”、“平衡”，D在“0”，积分时间间旋钮位置任任意，积分电电容短接开关关K合上。将比例带置于被被测档，输入入一个

35、阶跃信信号入，测出此时时的输入出，计算出实实际比例带的的数值，按下下式计算在此此被测档处的的比例带刻度度误差也可按下法测试试：当100时，输入使使输出为100 mA的信号号，实际输入入值与标准输输入值之差即即为刻度误差差，计算式如如下：当100时，输入110 mA信号，观观察输出值按按下式计算：技术要求规定测测试最大值及及100三三点允许刻度度误差不大于于25。（4）积分时间间测试各开关的位置如如下：“自动”、“正”、“外”、“平衡”，微分开关关D在“0”，比例带PP置于1000，积分时时间置于被测测档，短接开开关合上。加入5mA的信信号，输出很很快变为5 mA，此时时将开关断开开（即接入积积

36、分电容，进进行积分作用用），同时计计时，待输出出增大至100mA信号时停停表，这段时时间即为实测测积分时间，按按下式计算积积分误差DTL1211型需对各种种档进行测试试，允许误差差30。（5）微分时间间测试各开关的位置如如下：“自动”、“正”、“外”、“平衡”，D置于“0”，比例带旋旋钮在1000，积分时时间旋钮在任任意位置，积积分电容短接接开关闭合，微微分时间旋钮钮置于被测档档。短路微分电容，输输入2 mAA信号使其输输出稳定态值值为2 mAA，将微分电电容开关打向向D位置，输输出为10 mA，在去去除短路线的的同时按秒表表，使输出下下降至5 mmA时停表测测得时间T，将将此时T乘以以5倍即

37、为实实测微分时间间，误差按下下式计算：对于DTL1121型技术术要求在最大大处及30秒秒处测试微分分时间，最大大值允差225，300秒处允差880。（6）手操手动操作时调节节器的输出出是通过调节节表内稳压电电源E2在电电位器W3上的压降加加在积分电容容C上来控制的的，手操拨盘盘从0至1000分格变化化时输出出相应地从00至10 mmA变化。各各开关位置如如下：“自动”、“正”、“外”、“平衡”，D放在“0”，比例带置置于20、积分时间间旋钮任意值值，短接开关关K断开。输入信号为0，用用手轻轻拨盘盘（勿用力过过大而改变拨拨盘初始位置置，以致造成成加大），在在0、50、1100三点点观察输出与与拨

38、盘刻度之之误差不应大大于 5（即0.5 mAA）接负载电电流指示表（简简称单针表）之之误差小于5，在手手操拨盘于1100时，输输出为10.5 mA。（二）DTZ-2300电电动指示调节节仪性能测试试1、熟悉DTEE-23000指示调节仪仪面板上各部部件的作用，背背后接线板上上各接线柱的的作用，位于于仪表外壳内内的、TI、TD电位器及各各种开关的作作用。2、将仪表背后后接线板上有有关端子按下下图接线。3、仪表的调校校步骤（1）测量信号号指示精度调调校 将各切换开关关置于“M(手动11)”，“测量”位置。变化化输入信号4420mAA。则双针指指示表红针在在0%1000%刻度范范围内相应变变化。当测

39、量量指针在0%、50%、1100%时，调调节器1和22端间电压应应为1V、22V、5V。其其误差应小于于40mV。否否则应分别调调整测量针零零位与量程电电位器使其符符合。（2）给定信号号指示精度调调校上述开关位置不不变。内给定定开关置“内给定”，改变内给给定拨轮。在在仪表内右侧侧端子排上测测量内给定电电压在155V内变化，给给定针（黑针针）在0%100%刻刻度范围内相相应变化。当当给定针指在在0%、500%、1000%时，内给给定电压应为为1V、2VV、5V。其其误差应小于于40mV。否否则应分别调调整给定针零零位与量程电电位器使其符符合。（3）校正电压压调校把测校开关置校校正位置，此此时给定

40、针与与测量针应同同时指向刻度度50%处，若若有偏离，则则调整校正电电压电位器。（4）输出指示示精度校验将手自动开关置置“M”，操作M+或M-按钮钮，输出指示示表指针应能能在0%1100%刻度度范围内移动动，当针指在在0%、500%、1000%时，接线线端子13至至7之间串接接的电流表应应为4mA、112mA、220mA，允允许误差为0.4mAA。（5）PID特特性测试比例度的测试试将微分时间关断断（听到响声声），积分时时间旋至最大大（25分），正正反作用开关关置“正”，手自动切切换开关置“M”位置。输入入信号和给定定信号均为22V（即500%的位置），操操作M+或MM-按钮使输输出为4mAA，

41、然后将手手自动开关切切换至“A”自动位置，将将比例度置于于被测档。改改变输入信号号，测出此时时输出电流。比例度按下式计计算：比例度误差按下下式计算：比例度测试在22%、1000%、5000%三点进行行，比例度允允许误差为20%。积分时间的测测试将微分时间关断断，积分时间间旋至最大，正正反作用开关关置“正”，手自动开开关置“M”位置，输入入信号和给定定信号均为22V，操作MM+或M-按按钮使输出为为4mA，然然后将手自动动开关切换至至“A”自动位置，改改变输入信号号0.25VV，调整比例例度使输出变变化1mA（44mA变至55mA），把把积分时间迅迅速调至被测测档，同时启启动秒表。当当输出上升至

42、至6mA时停停表。记下时时间，即为实实测积分时间间。积分时间误差 积分时间的测试试在0.1分分、1分、22.5分三点点进行，积分分时间允许误误差为20%。微分时间测试试将微分时关断，积积分时间旋至至最大，正反反作用开关置置“正”，手自动开开关置“M”位置，输入入信号和给定定信号为2VV，操作M+或M-按钮钮使输出为44mA，然后后把手自动开开关切换至“A”自动位置，改改变输入信号号0.25VV，短接CDD。将微分时时间旋至被测测档，调整比比例度使输出出电流为144mA。断开开CD短接线的同同时，启动秒秒表。测定输输出从14mmA下降至88.3mA时时的时间t（即即时间常数TT）。实测微分时间

43、微分时间误差 积分时间在1分分和10分两两点进行测试试。微分时间间允许误差为为20%。（6）自动/软软手动/硬手手动切换特性性的校验手动1操作（软软手动）手自动切换开关关置“M”，轻按M-则输出匀速速下降，全行行程时间1000秒左右。重重按M-，输输出快速下降降，全行程时时间6秒左右右。轻按M+，输出匀速速增加，重按按M+，输出出快速增加，全全行程时间同同M-的操作作。手动2操作（硬硬手动）手自动切换开关关置“H”，拨动操作作杆至某一位位置，输出表表指针应与拨拨杆上红线重重合，误差不不大于0.8mAA。否则应调调整手动2零零位和量程电电位器。手自动切换校校验将比例度置1000%，积分分时间“2

44、.5分”10档，微微分时间关断断。利用手动动2使输出为为12mA，把把手动切换开开关从H切向向M再切向AA，及A切向向M分别观察察外接输出电电流表应无变变化（0.14mmA）。将手动2拨杆中中红线与输出出指示表的指指针重合，再再由N切向HH，外接输出出电流表变化化不应超过00.8mA。五、实验报告内内容说明实验中使用用的仪器和接接线图，并记记录处理实验验数据；思考并回答下列列问题：（1）当用作定定值调节时，调调节器投入“自动”的步骤如何何？（2）通过实验验对调节仪表表在哪些方面面有了进一步步的认识。3、对本实验的的改进意见附注：DFX01校验信信号发生器的的使用方法DFX01校校验信号发生生器

45、作为校验验DDZ型仪表的一一种信号源，能能分别输出0010 mmA，01100A，0100mV，010V等五五种可调的直直流值，此信信号源的核心心线路实际上上是一个恒流流源。使用前注意事项项：（1）在前面板板“外接”表头端子连连接一个0.5级的直流流表。（2）本信号源源背面装有113端子的接接线端子板，规规定为信号输输出，为辅辅助输出， eq oac(,11)为仪仪表的接地端端， eq oac(,12) eq oac(,13)为本本信号源的电电源。各个开关的作用用：（1）表头：面面板上的表头头是0100 mA的直流流表，该表头头的指示值为为本信号输出出往该表信号号的大小，根根据量程选择择开关的

46、位置置，其满量程程分别为100 mA、100A、10 mV、100mVV、10V等五五档。（2）量程选择择：本开关的的作用改变本本信号源输出出信号的量程程范围，并选选择其为电流流信号或电压压信号。（3）量程调节节：量程调节节电位器可改改变输出信号号的大小。（4）短路开关关：本开关是是短路输出信信号，使被校校仪表的输入入为“零”。（5）单元选择择：选择可校校验的单元。（6）运算选择择：本开关只只用于检验调调节器和加法法器的起作用用。“运算选择”置置于“”信号由背面面端子板输出。“运算选择”置置于“”信号由背面面端子板输出。“运算选择”置置于“”信号由背面面端子板输出。“运算选择”置置于“”信号由

47、背面面端子板输出。（7）输入输出出开关输入外接表上被被校仪表的输输入信号大小小值。输出外接表上表表示被校仪表表的输出信号号大小值。（8）正反开关关当正反开关在“正”时，端子的极性是、；当正反反开关在“负”时，端子的极性是。其他与本实验无无关各部分的的作用从略。实验七 A33000过程程控制系统综综合实验一、实验说明化工自动控制系系统通常由被被控对象、测测量元件及变变送器、控制制器和执行器器四个部分构构成，一个简简单控制系统统可用下图表表示：影响控制系统控控制质量的因因素有很多，除除了被控对象象的性质之外外，自动化装装置能否根据据对象特性加加以选择和调调整，控制参参数是否合适适，也直接影影响着控

48、制质质量的好坏（可可参考教材第第一章、第七七章的有关内内容）。因此此，本实验旨旨在通过对化化工四大参数数的控制，研研究和掌握自动化装置置以及控制规规律与控制参参数等对控制制系统控制质质量的影响趋趋势，从而获获得理想的控控制质量。二、实验仪器及及设备A3000过程程控制系统是是模拟实际工工业控制过程程的高级实验验装置，整个个系统可以分分作现场系统统和控制系统统两部分。现现场系统又由由被控对象系系统和测量变变送系统构成，前前者包括一个个储水槽、三个水箱箱、两个水泵、一个带有大功率加加热管的锅炉、一个工业用用板式换热器器、一段调整滞滞后时间用的的滞后管和硬硬件联锁保护护等，后者包包括5个温度度传感器

49、、1个液位传感器器、1个压力力传感器、22个涡轮流量量计、1个电动控控制阀、2个电磁阀阀、2个液位开开关等传感器器和执行器。控制系统由由2个百特智智能控制器、33个Adamm DDC控控制模块，以以及多个显示示仪表构成，详详细见下图。由此可见见，该控制系系统集成了测测量变送、显显示仪表、控控制器、执行行器以及计算算机控制系统统等各个环节节，实验功能能较为齐全。三、实验安排在A3000过过程控制系统统上可以开设设的实验较为为丰富，诸如如：温度、压压力、液位和和流量等四大大参数的测量量实验、电动动控制阀特性性测量实验、单单容水箱液位位定值控制实实验、锅炉水水温定值控制制实验、换热热器出口温度度定值

50、控制实实验，以及多多容水箱串级级控制实验、被被控变量的程程序控制实验验等复杂控制制实验。在本本综合型实验验中，学生可可以从流量、液液位、压力和和温度四大参参数中任意选选择一个，利利用Adamm DDC控控制模块或百百特智能控制制器进行定值值或程序控制制实验，实验验内容包括：运用不同控制规规律进行某一一参数的定值值控制；通过对过渡过程程曲线的观察察比较，分析析控制参数对对控制过程的的影响；对P、I、D控控制参数的具具体数值进行行工程整定；（4）按照选定定的P、I、DD参数对被控控变量进行定定值控制，得得到理想控制制曲线。由于制药行业所所面对的多是是热敏性物料料，对温度的的控制要求比比较严格，下下

51、面以锅炉水水温定值控制制为例对实验验过程加以阐阐述。四、单容水箱液液位定值控制制实验（一）实验目的的和要求熟悉单回路反馈馈控制系统的的组成和工作作原理，研究究控制器参数对对控制效果的影影响；使用P、PI和和PID等控控制规律进行行单容水箱的的液位定值控制；分析控制过程中中的过渡过程曲线线并考察控制制参数的影响；运用临界比例度度法进行控制制器参数的工程整定，以得到到理想控制曲曲线。（二）工作原理理1、控制系统结结构控制逻辑如图所所示，水流入量QQi通过改变控制制阀FV1001的开度加加以控制（也可以通过过控制连接到到水泵上的变变频器来控制制），流出量QQo则由用户通通过负载阀RR来改变，被控变量

52、为水位位H。在实验验过程中，分分别采用P、PI、PID等不同同的控制策略略，通过观察察过渡过程的的控制曲线来来比较选择不同同的P、I、DD参数值时的的控制效果。2、控制系统接接线表（三）实验内容容1、系统连接与与启动（1）在现场系系统（A30000-FSS）上，打开手手动控制阀JJV201、JJV206，调节下水箱闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。（2）在控制系系统（A30000-CSS）上，将流量量计输出连接接到AI0，AO0输出连到电电动控制阀上上。（3）打开A33000电源源，在A30000-FS上上启动右边水水泵。（4）启动A33000-CCS计算机组组态软件，进进入实验系统统

53、选择相应的的实验；启动控制器器，设置各项项参数，可将将控制器的手手动控制切换换到自动控制制。2、比例控制（1）设置P参参数，I参数数设置到最大大，D=0，观察计算机机显示屏上的的控制曲线，待待被调参数基基本稳定于给给定值后，可可以开始施加干扰，进入入实验。（2）待系统稳稳定后，对系系统加扰动信信号(在纯比比例的基础上上加扰动，一一般可通过改改变设定值实实现)，记录曲线在在经过几次波波动稳定下来来后，系统有有稳态误差，并并记录余差大大小。（3）减小P重重复步骤1，观观察过渡过程程曲线，并记记录余差大小小。（4）增大P重重复步骤5，观观察过渡过程程曲线，并记记录余差大小小。（5）选择合适适的P，可

54、以以得到较满意意的过渡过程程曲线。改变变设定值(如如设定值由550变为660)，同同样可以得到到一条过渡过过程曲线。注意：每当做完完一次试验后后，必须待系系统稳定后再再做另一次试试验。3、PI控制（1）在比例控控制实验的基基础上，加入入积分作用，即即把“I”(积分参数)由最大大处设定到中中间某一个值值，观察被控控制量是否能能回到设定值值，以验证PPI控制下，系系统对阶跃扰扰动无余差存存在。（2）固定比例例P值(中等等大小)，改改变PI控制制器的积分时时间常数值TTi，然后观察察加阶跃扰动动后被调量的的输出波形，并并记录不同TTi值时的超调调量p。（3）固定于某某一中间值，然然后改变P的的大小，

55、观察察加扰动后被被调量输出的的动态波形，据据此列表记录录不同值Tii下的超调量量p。（4）选择合适适的P和Tii值，使系统统对阶跃输入入扰动的输出出响应为一条条较满意的过过渡过程曲线线。此曲线可可通过改变设设定值(如设设定值由500%变为600%)来获得得。4、PID控制制（1）在PI控控制实验的基基础上，再引引入适量的微微分作用，即即设置D参数数，然后加上上与前面实验验幅值完全相相等的扰动，记记录系统被控控制量响应的的动态曲线，并并与PI控制制下的曲线相相比较，由此此可看到微分分D对系统性性能的影响。（2）选择合适适的P、Tii和Td，使系统的的输出响应为为一条较满意意的过渡过程程曲线(阶跃

56、跃输入可由给给定值从500%突变至660%来实现现)。（3）在历史曲曲线中选择一一条较满意的的过渡过程曲曲线进行记录录。5、控制参数的的工程整定（临界比例度法）在现实应用中，PPID控制器器的参数常用用实验的方法法来确定。其其中，用临界界比例度法去去整定PIDD控制器的参参数既方便又又实用。首先先要在单纯的的比例控制规规律下，在推推荐的范围内内初步选定一一个初始比例例度；待系统稳定后，逐逐步减小控制制器的比例度度(即1/P)，并且且每当减小一一次比例度，待被调量量回复到平衡衡状态后，再再手动给系统统施加一个55%15%的阶跃扰动动，观察被调调量变化的动动态过程。若若被调量为衰衰减的振荡曲曲线，

57、则应继继续减小比例例度，直到到输出响应曲曲线呈现等幅幅振荡为止。如如果响应曲线线出现发散振振荡，则表示示比例度控制制得过小，应应适当增大，使使之出现等幅幅振荡。当被调量作等幅幅振荡时，如如图4所示，此时的比例度就是临界比例度，用k表示之，相应的振荡周期就是临界周期Tk。据此，按下表可确定PID控制器的三个参数、Ti和Td。必须指出，表格格中给出的参参数值是对控控制器参数的的一个初略设设计，因为它它是根据大量量实验而得出出的结论。若若要获得更满意的的动态过程(例如在阶跃跃作用下，被被调参量作44：1地衰减减振荡)，则则要在表格给给出参数的基基础上，对、Ti(或或Td)作适当的调整。6、实验结束关

58、闭阀门，关闭闭水泵。关闭闭全部电源设设备，拆下实实验连接线。五、实验报告内内容通过抓图方法，提提交获得的曲曲线。根据曲线，分析析P，PI，PPID控制大大致具有哪些些趋势特征。给出各个控制条条件下的超调调量p，余余差，以及控控制稳定所需需要的时间。根据这些数据，分分析P、I、DD各参数对控制制系统的影响响。思考并回答下列列问题：积分量I与被控控系统的响应应时间有什么么关系。如果减少单容系系统的容积，那那么对控制系系统的I是应应该增大还是是减少。对本实验的改进进意见附注一：现场系系统面板与支支路分析一、现场系统面面板1、左侧面板：电源：2220V ACC单相电源开开关，3800V AC三三相电源

59、开关关。开关：三个个旋钮开关，分分别是1#、22#工频电源源开关，以及及变频器控制制水泵的开关关。可以拔出出上面水泵的的电力连线，连连接到不同的的位置，从而而更改各个水泵的电电力来源。可可以是工频，也也可以是变频频器。如果用用户不需要变变频调速，则则建议全部使使用工频控制制。按照设计计，使用变频频器控制的水水泵，其面板板对应的指示示灯可能不工工作，因为变变频器可能输输出0-500Hz，而继继电器不能工工作。两个拨动开开关，分别是是现场系统照照明用电源开开关，以及变变频器STFF(正转)控控制开关。注注意在机柜上上还有并联的的一个STFF控制端，如如果要设置工工作模式，请请断开该控制制端。为了避

60、避免控制逻辑辑太复杂，一一般不连接机机柜上的这个个开关。电压表：显显示加在调压压器上的电压压值。变频器：对对于A30000FBS系系统，则具有有Profiibus DDP控制端子子。2、右侧面板面板右侧是现场场系统的模拟拟屏，安装有有5个指示灯灯和滞后管系系统的两手动动调节阀。当当两个水泵、两两个电磁阀开开启时，其状状态指示灯分分别点亮。当当锅炉内水位位超过低限液液位开关时，液液位开关闭合合，联锁控制制指示灯点亮亮，可以开始始对锅炉加热热。二、支路分析现场系统包含两两个支路。支支路1有1#水泵，换热热器，锅炉，还还可以直接注注水到三个水水箱以及锅炉炉。支路2有有2#水泵，压压力变送器，电电动调