过程控制实训方案

高级过程控制实训方案实训意义生产过程自动化仪表控制技术，广泛应用于化工、石油、冶金、电力、建筑、陶瓷、制药、轻纺和食品等行业。随着科学技术的发展，对自动化仪表过程装备的安装与调试提出了更高的要求。本实训装置主要能完成液位、压力、流量、温度传感器、变送器、管道阀门以及动力系统等安装和调试操作的技能实训：高级过程控制实验装置实训,结合过程控制系统实训，介绍了过程控制系统、简单控制系统、串级控制系统、比值控制系统、前馈控制系统、纯滞后补偿系统、集散控制系统知识系统，实训项目包括被控对象特性测试、基本控制规律、简单控制系统、串级控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统、滞后控制系统、解耦控制系统和DCS系统。实训项目内容包括实训目的、设备、原理、内容与步骤等，每个实训项目均附思考题和习题。二、实训内容序列实训内容实训要求占比第一部分实训装置特点被调参数包括液位、温度、流量、压力四大参数；1.执行器中既有调节阀仪表类执行机构，又有变频器、调压模块等电力拖动类执行器；2.系统除了改变调节器的设定值作阶跃扰动外，还可以在对象中通过手操作阀制造1.掌握高级过程控制实验装置的构成及特点,管的路的组成以及流体输送的基本流程。2.掌握离心泵的操作,液位的控制。3.根据仪表调控离心泵的流量。4.有一定的数据处理能力。5.具有发现并处理故障的能力30％各种扰动；3.一个被调参数可用不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣；4.能进行多变量控制系统及特定过程控制系统实验；5.各种控制算法和调节规律在开放的实验软件平台上都可以控制；第二部分一阶单容上水箱对象特性测试实验1.设备的连接和检查（1）关闭储水箱出水阀，将CS2000实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。（2）、打开以威乐泵、电动调节阀、孔板流量计组成的动力支路至上水箱的出水阀门，关闭动力支路上通往其他对象的切换1．熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。2．根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。3.掌握真空泵的操作。4.流量过程的控制。30％阀门。（3）、打开上水箱的出水阀至适当开度。（4）、检查电源开关是否关闭。2.系统连线3、启动实验装置（1）将实验装置电源插头接到220V的单相交流电源。（2）打开电源带漏电保护空气开关。4、实验步骤（1）开启单相开关，调整好仪表各项参数。（2）启动计算机MCGS组态软件，（3）双击设定输出按钮，设定输出值的大小。将被控参数液位高度控制在30%处左右。（4）观察系统的被调量。（5）、迅速增加仪表手动输出值，增加5%的输出量，记录此引起的阶跃响应的过程参数（6）、直到进入新的平衡状态。5.根据仪表调控流量。第三部分1.开储水箱进水阀，1、通过实验熟悉单一阶单容水箱液位PID控制实验主管路泵阀，副管路泵阀，关闭其他手阀，将储水箱灌满水。打开上水箱进水阀，出水阀打开至适当开度。2.将上水箱的液位信号送至C3000过程控制器模拟量输入通道1：3.打开控制台及实验对象电源开关，打开调节仪电源开关，打开主管路泵、电动调节阀、检测设备电源开关。4.进入组态画面，设定输入信号为1-5V电压信号，输出信号为4-20mA电流信号；再进入调节画面，将调节仪设为手动。5.比例（P）调节6.比例积分（PI）调节7.比例积分微分（PID）调节回路反馈控制系统的组成和工作原理。2、分析P、PI和PID调节时的过程图形曲线。3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。30％三、实训装置上水箱液位传感器下水箱液位传感器孔板流量计电动调节阀电磁阀压力表单相泵进水口进水口进水口进水口出水口进水口溢流口溢流口溢流口出水口出水口出水口放水口小流量单相泵电磁流量计散热管强制对流换热器电加热管内胆夹套夹套锅炉下水箱上水箱储水箱阀1阀4阀5阀6阀7阀8阀9阀10阀11阀12阀13阀14阀15阀17阀18阀16阀20阀21阀22阀23Pt100-1Pt100-2Pt100-4Pt100-5阀19双金属温度计Pt100-3图2-1、系统结构图四、实训操作规程及评分标准第一部分一阶单容上水箱对象特性测试实验项目配分及评分标准得分操做准备阶段(1)检查管路是否通畅(2)打开或关闭相关阀门(3)检查水量是否充足20分非常熟练16-20分熟练12-15生疏或不检查12分以下操作阶段(1)进入组态画面,选择具体实验项目(2)连接线路(3)设置相关参数(4)开启相关开关50分熟练操作40-50分顺利操作30-39存在明显操作失误30分以下(5)按实验要求调整数据实验完成并退出阶段(1)退出实验，及组态画面(2)按次序关闭开关(3)关闭电源30分正确按次序完成16-20分顺利完成，没有明显失误12-15分存在明显操作失误12分以下五、实训周期安排各小组循环，每小组三天（包括考核）六、指导方式项目化教学模式七、教练组成员张守村（组长）、李军军、解媛媛附：高级过程控制考核试卷考核名称高级过程控制实验学生姓名班级考核成绩实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验(占50%)一、实验目的(5分)二、实验原理(5分)五、实验内容和步骤(操作60分)1.系统连线图：2.启动实验装置3.观察系统的被调量：上水箱水位是否趋于平衡状态。若已平衡，应记录调节仪输出值，以及水箱水位的高度h1和智能仪表的测量显示值并填入下表。仪表输出值水箱水位高度h1仪表显示值0~100cmcm迅速增加仪表手动输出值，增加5%的输出量，记录此引起的阶跃响应的过程参数，它们均可在上位软件上获得。直到进入新的平衡状态。再次记录平衡时的下列数据，并填入下表：仪表输出值水箱水位高度h1仪表显示值0~100cmcm以所获得的数据绘制变化曲线。4、根究数据和曲线求出相关参数实验五、一阶单容水箱液位PID控制实验(占50%)一、实验目的(5分)三、实验原理(5分)四、实验内容和步骤(60分)1.设备连接和检查：2.系统连线3．启动实验装置4．调节控制五、实验报告(10分)1、画出单容水箱液位控制实验系统的结构图。2、确定出调节器参数3、比较PPIPID种调节器对系统误差度和动态性能的影响