温度双位调节实验系统的设计

温度双位调整试验系统目:研究了温度双位调整系统实现方法,并提出注意问题,目是使学生了解双位调整过程,并掌握双位调整系统组成及工作原理。关键是:被控参数、被控对象、传感器、调整器、温度双位调整。双位控制规律是较常见位式控制,其作用是不连续,调整机构只有开和关两个位置,对象中物料量或能量总是处于不平衡状态,被控变量一直不能真正稳定在设定值上．通常双位控制规律可用下面数学式表示:用图形表示:图1理想双位控制特征曲线图2实际双位控制特征曲线双位控制只有两个输出值,对应实施器调整机构也只有开和关两个极限位置,而且从一个位置变换到另一个位置时间是很快,因为实施器动作非常频繁,这么使系统中运动部件因频繁动作而损坏。实际双位调整器都存在中间区(呆滞区),当被调参数对给定值偏差不超出这个区间时,调整器输出将保持不变,实际双位调整器特征曲线可用图2表示。被控变量在中间区内时,调整器输出状态不改变,调整机构不动作,当偏差上升到高于设定值某一数值后,调整器输出状态才改变,调整机构才开,当偏差下降至低于设定值某一数值后,调整器输出状态又改变,调整机构才关,这么调整机构开关频繁程度大为降低,降低了器件损坏。1温度双位调整系统试验原理温度双位调整系统方框图以下:图3温度双位调整系统方框图该系统组成一个温度双位调整单回路反馈控制系统,Tg为设定温度,Tz为测量值,Ta为对象温度.。当系统开始工作时,温度计检测出信号送入调整器比较机构,与设定值进行比较得出偏差e=Tg－Tz。调整器依据e大小来驱动接触器工作,当测量值小于设定值（Tz＜Tg）时,调整器驱动接触器接通电源,被控对象加热温度升高,当测量值大于设定值（Tz＞Tg）时,调整器输出信号使接触器断电,被控对象停止加热．因为接触器只工作在通和断两个状态,所以该系统能够实现被控参数双位自动控制。2控制系统组成1）XMT—102数字显示调整仪1台;2）Pt100铂电阻1只;3）C10-—10交流接触器1个;4）SC202—0干燥箱1台;XMT一102数字显示仪使用方法:1）接线:仪表后端面接线以下图:图42）设定:将前面板STPVHS开关拨至左档位,调整设定值电位器ST,使之达成所需给定值,然后再将STPVHS开关拨至中间档位,以显示被调参数实际温度值。3控制系统工作过程及特征曲线温度双位调整系统电气原理图以下:1调整器（XMT一102）2实施器（CA10—10）3被控对象（SC202—0干燥箱）4温度传感器（Pt100温度计）图5温度双位调整系统电气原理图当系统开始工作时,干燥箱内温度低于给定值,此时,调整器后面板“总”和“低”接通,接触器得电吸合,干燥箱开始加热,箱内温度逐步升高,偏差e=Tg－Tz逐步减小,当e=0时,调整器“总”和“低”断开,接触器断电,干燥箱停止加热。但因为热惯性作用,箱内温度仍在继续上升△T℃,当上升到Tmax时,箱内温度开始下降,当下降至低于给定值时,调整器“总”和“低”重新接通,干燥箱重新被加热,但其温度继续下降△T℃,当下降到Tmin。时,箱内温度才重新上升。其特征曲线以下图所表示:图6温度双位调整系统特征曲线特征指标:1）被调量振荡幅度（温度波动范围）Tad＝Tmax－Tmin;Tmax温度波动最大值;Tmin温度波动最小值;2）T:被调量振荡周期;3）被调量上下偏差平均值:TAδ＝（Tmax－Tmin）／24注意事项:试验时应认真记下温度改变值和对应时间,尤其是当温度上升到给定值呆滞区时,接触器断开时间t0及温度;温度开始下降时温度Tmax和时间t1,温度下降到给定值呆滞区时接触器重新接通时间t2和温度Tg－ε、以及温度下降到某一点开始上升时时间t3和温度Tmin。试验时还应该注意干燥箱门不能关得太死,以免散热不好,也不能开得太大,以免散热太快加热时间变长。本试验温度设定值为100℃,调整器有10℃另外,若双位控制应用在工业生产上,而且被控变量许可在一个较宽范围内波动,调整器呆滞区就能够放宽些,这么振荡周期变长,使可动部件动作次数减小,于是降低了磨损,也就减小了维修工作量,所以只要被控变量波动上下限在许可范围内,周期长些也能够。即使双位调整被调参数处于等幅振荡过程,但当仪表灵敏度较高,且被调对象干扰量改变不大时,振幅能够限制在工艺要求范围内,故仍得到广泛应用。但当对象干扰