温度源的温度控制调节实验

实验二十温度源的温度控制调节实验(实验时间需要3小时)一、实验目的：了解温度源的温度控制的基本原理及熟悉温度源的温度调节过程，学会智能调节仪的设置和温度源的使用(必须掌握)，为以后的温度实验打下基础。二、基本原理：温度源的温度控制原理框图如图22—1所示。当温度源的温度发生变化时温度源中的Pt100热电阻(温度传感器)的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给智能调节仪，经智能调节仪的电阻--电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出调压模块(或固态继电器)触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却)，使温度源的温度趋近温度设定值。图22—1温度控制原理框图三、需用器件与单元：机头中温度源、主板中调节仪单元、Pt100温度传感器。附：调节仪简介：主板中所装的调节仪为人工智能调节仪，它具有测量显示和模糊逻辑数字PID调节及参数自整定功能的先进控制算法。可以万能输入(通过设置输入规格可变为热电阻、热电偶、线性电压、线性电流等)，输出有SSR触发信号输出和线性电流输出(可设置为0～10mA或4～20mA线性电流)。其实它是一只万能通用调节仪。一、调节仪面板说明：调节仪的面板上有PV测量显示窗、SV给定显示窗、3个指示灯窗和4个按键组成。如下图所示。调节仪面板图面板中1、PV——测量值显示窗2、SV——给定值显示窗3、AT——自整定灯(兼手动指示灯)4、ALM——ALM1动作时点亮对应的灯(上限动作、冷却风扇)5、OUT——调节控制输出指示灯6、SET——功能键7、——数据移位键(不禁止手动操作时兼手动／自动切换)8、▼——数据减少键9、▲——数据增加键仪表上电后，上显示窗口显示测量值（PV），下显示窗口显示给定值（SV）。在基本状态下，SV窗口能用交替显示的字符来表示系统某些状态，如下：1、输入的测量信号超出量程（因传感器规格设置错误、输入断线或短路均可能引起）时，则闪动显示：“orAL”。此时仪表将自动停止控制，并将输出固定在参数outL定义的值上。2、有报警发生时，可分别显示“ALM1”、“ALM2”、“Hy-1”或“Hy-2”,分别表示发生了上限报警、下限报警、正偏差报警和负偏差报警。报警闪动的功能是可以关闭的（参看AL-P参数的设置），将报警作为控制时，可关闭报警字符闪动功能以避免过多的闪动。仪表面板上的3个LED指示灯，其含义分别如下：OUT输出指示灯：输出指示灯在线性电流输出时通过亮/暗变化反映输出电流的大小，在时间比例方式输出（继电器、固态继电器及可控硅过零触发输出）时，通过闪动时间比例反映输出大小。ALM指示灯：当ALM1上限设定值动作时点亮对应的灯。AT灯：自整定工作灯(兼手动指示灯)。二、功能（一）内部菜单（二）基本使用操作1、显示切换：按SET键可以切换不同的显示状态。修改数据：如果参数锁没有锁上，仪表下显示窗显示的数值数据均可通过按◄（A/M）、▼或▲键来修改。例如：需要设置给定值时，可将仪表切换到正常显示状态，即可通过按◄、▼或▲键来修改给定值。仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。按▼键减小数据，按▲键增加数据，可修改数值位的小数点同时闪动（如同光标）。按住按键并保持不放，可以快速地增加/减少数值，并且速度会随小数点会右移自动加快（3级速度）。而按◄键则可直接移动修改数据的位置(光标),操作快捷。2、手动/自动切换：按SET键可直接查看自动控制输出值(下排显示器第一字显示“A”，后面数据表示百分比输出功率)。在不禁止手动操作时按◄（A/M）键，可以使仪表在自动及手动两种状态下进行无扰动切换。手动时下排显示器第一字显示“M”，仪表处于手动状态下，直接按▲键或▼键可增加及减少手动输出值。通过对‘A-M’参数设置（详见后文），也可使仪表不允许由面板按键操作来切换至手动状态，以防止误入手动状态。3、设置参数：按SET键并保持约3秒钟，即进入参数设置状态。在参数设置状态下按SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值ALM1、参数锁LocK等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出现操作工需要用到的参数（现场参数）。用▼、▲、◄（A/M）等键可修改参数值。按◄（A/M）键并保持不放，再按▼键可返回显示上一参数。先按◄（A/M）键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。如果没有按键操作，约30秒钟后会自动退出设置参数状态。如果参数被锁上（后文介绍），则只能显示被EP参数定义的现场参数（可由用户定义的，工作现场经常需要使用的参数及程序），而无法看到其它的参数。不过，至少能看到LocK参数显示出来。(三)参数功能说明（仪表根据设置只开放表中相对应的参数项）序号符号名称说明取值范围出厂值0SP给定值仪表量程范围50.01AL-1第一报警测量值大于AL-1值时仪表将产生上限报警。测量值小于ALM1(固定0.5)值时，仪表将解除上限报警。同上;0.02Pb传感器误差修正当测量传感器引起误差时，可以用此值修正0～±20.00.03P速率参数P值类似常规PID调节器的比例带,但变化相反,P值越大,比例、微分的作用成正比增强,P值越小,比例、微分的作用相应减弱,P参数值与积分作用无关。设置P=0仪表转为二位式控制。1～99991004I保持参数I参数值主要决定调节算法中的积分作用,与常规PID算法中的积分时间类同,I值越小,系统积分作用越强,I值越大,积分作用越弱。设置I=0时，系统取消积分作用,仪表成为一个PD调节器。0～30005005d滞后时间D参数对控制的比例、积分、微分均起影响作用,D越小,则比例和积分作用均成正比增强;反之,D越大,则比例和积分作用均减弱,而微分作用相对增强。此外D还影响超调抑制功能的发挥,其设置对控制效果影响很大。0～2000S100S6FILT滤波系数为仪表一阶滞后滤波系数，其值越大，抗瞬间干扰性能越强，但响应速度越滞后，对压力、流量控制其值应较小，对温度、液位控制应相对较大。0～99207dp小数点位置当仪表为电压或电流输入时，其显示上限、显示下限、小数点位置及单位均可由厂家或用户自由设定，其中当dp=0时小数点在个位不显示，当dp=1～3时，小数点依次在十位、百位、千位。当仪表为热电偶或热电阻输入时,当dp=0时小数点在个位不显示，当dp=1时，小数点在十位。0～30或1或按需求定8outH输出上限当仪表控制为电压或电流输出（如控制阀位时），仪表具有最小输出和最大输出限制功能。outL～200按需求定9outL输出下限同上0～outH按需求定10AT自整定状态0:关闭;1:启动0～1011LocK密码锁为0时，允许修改所有参数，为1时，只允许修改给定值（SP），大于1时，禁止修改所有参数0～50012Sn输入方式Cu50–50.0～150.0℃；Pt100(Pt1)–199.9～200.0℃；Pt100(Pt2)–199.9～600.0℃；K-30.0～1300℃；E-30.0～700.0℃；J-30.0～900.0℃；T-199.9～400.0℃；S-30～1600℃；R-30.0～1700.0℃；WR25-30.0～2300.0℃；N-30.0～1200.0℃；0～50MV；10～50MV；0～5V(0～10mA)；1～5V(4～20mA)；频率f；转速u分度号按需求定13OP-A主控输出方式‘0’无输出；‘1’继电器输出；‘2’固态继电器输出；‘3’过零触发；‘4’移相触发；‘5’0～10mA或0～5V；‘6’4～20mA或1～5V；‘7’阀位控制0～714OP-B副控输出方式‘0’无输出；‘1’RS232或RS485通讯信号；0～415ALP报警方式‘0’无报警；‘1’上限报警；‘2’下限报警；‘3’上下限报警（注①）‘4’正偏差报警；‘5’负偏差报警；‘6’正负偏差报警（注①）‘7’区间外报警；‘8’区间内报警‘9’上上限报警（注①）‘10’下下限报警（注①）0～1016COOL正反控制选择0:反向控制,如加热;1:正向控制,如制冷0～1017P-SH显示上限当仪表为热电偶或热电阻输入时,显示上限、显示下限决定了仪表的给定值、报警值的设置范围,但不影响显示范围。当仪表为电压、电流输入时，其显示上限、显示下限决定了仪表的显示范围,其值和单位均可由厂家或用P-SL～9999按需求定户自由决定。18P-SL显示下限同上-1999～P-SH按需求定19Addr通讯地址仪表在集中控制系统中的编号0～63120bAud通讯波特率1200；2400；4800；96009600四、实验步骤：1、调节仪的简介及面板按键说明、温度源的简介参阅以上附言。2、设置调节器温度控制参数：在温度源的电源开关关闭(断开)的情况下，按图22-2示意接线。检查接线无误后，合上主机箱上的总电源开关；将主机箱中的电压调节旋钮(0～24V)顺时针转到底，再将调节器的控制对象开关拨到温度位置后再合上调节器电源开关，仪表上电后，仪表的上显示窗口(PV)显示随机数或HH；下显示窗口(SV)显示控制给定值(实验值)。按SET键并保持约3秒钟，即进入参数设置状态。在参数设置状态下按SET键，仪表将按参数代码1～20依次在上显示窗显示参数符号，下显示窗显示其参数值，此时分别按、▼、▲三键可调整参数值，长按▼或▲可快速加或减,调好后按SET键确认保存数据，转到下一参数继续调完为止,长按SET将快捷退出,也可按SET+直接退出。如设置中途间隔10秒未操作，仪表将自动保存数据，退出设置状态。图22—2温度源的温度调节控制实验接线示意图具体设置温度控制参数方法步骤如下：((1)、首先设置Sn(输入方式)：按住SET键保持约3秒钟，仪表进入参数设置状态，PV窗显示AL-1(上限报警)。再按SET键11次，PV窗显示Sn(输入方式)，按▼、▲键可调整参数值，使SV窗显示Pt1。(2)、再按SET键，PV窗显示oP-A(主控输出方式)，按▼、▲键修改参数值，使SV窗显示2。(3)、再按SET键，PV窗显示oP-b(副控输出方式)，按▼、▲键修改参数值，使SV窗显示1。(4)、再按SET键，PV窗显示ALP(报警方式)，按▼、▲键修改参数值，使SV窗显示1。(5)、再按SET键，PV窗显示CooL(正反控制选择)，按▼键，使SV窗显示0。(6)、再按SET键，PV窗显示P-SH(显示上限)，长按▲键修改参数值，使SV窗显示180。(7)、再按SET键，PV窗显示P-SL(显示下限)，长按▼键修改参数值，使SV窗显示-1999。(8)、再按SET键，PV窗显示Addr(通讯地址)，按、▼、▲三键调整参数值，使SV窗显示1。(9)、再按SET键，PV窗显示bAud(通讯波特率)，按、▼、▲三键调整参数值，使SV窗显示9600。(10)、长按SET键快捷退出，再按住SET键保持约3秒钟，仪表进入参数设置状态，PV窗显示AL-1(上限报警)；按、▼、▲三键可调整参数值，使SV窗显示实验给定值(如100℃)。(11)、再按SET键，PV窗显示Pb(传感器误差修正)，按▼、▲键可调整参数值，使SV窗显示0。(12)、再按SET键，PV窗显示P(速率参数)，按、▼、▲键调整参数值，使SV窗显示280。(13)、再按SET键，PV窗显示I(保持参数)，按、▼、▲三键调整参数值，使SV窗显示380。(14)、再按SET键，PV窗显示d(滞后时间)，按、▼、▲键调整参数值，使SV窗显示70。(15)、再按SET键，PV窗显示FILt(滤波系数)，按▼、▲、键可修改参数值，使SV窗显示2。(16)、再按SET键，PV窗显示dp(小数点位置)，按▼、▲键修改参数值，使SV窗显1。(17)、再按SET键，PV窗显示outH(输出上限)，按、▼、▲三键调整参数值，使SV窗显示110。(18)、再按SET键，PV窗显示outL(输出下限)，长按▼键，使SV窗显示0后释放▼键。(19)、再按SET键，PV窗显示At(自整定状态)，按▼键，使SV窗显示0。(20)、再按SET键，PV窗显示LoCK(密码锁)，按▼键，使SV窗显示0。(21)、长按SET键快