实验三智能仪表温度的连续控制系统

实验六、智能仪表温度连续控制系统一、实验目的1、了解AI818智能仪表的使用及参数的自整定。2、设计一个具有智能仪表的温度连续控制系统。3、研究实验五与实验六良种温控系统的特点。。二、实验设备1、THKGK-1过程控制实验装置：GK-03、GK-04、GK-05、GK-072、AI-818智能调节仪三、实验原理1、AI-818智能调节仪简介：1）、特点与用途：AI-818型仪表，具备0.2级精度，可编程输入，通过参数设置即可选择热电偶、热电阻、线性电阻和电压（电流）的输出；具有连续调节、AI人工智能调节、通讯、变送和上限、下限、正偏差、负偏差等报警功能；具有可编程模块化输出，支持时间比例（继电器触点开关、SSR电压、可控硅无触点开关及单相/三相可控硅过零触发信号等）和线性电流（包括0–10mA及0–20mA等）。它适用在化工、石化、火电、制药、冶金等行业，具有高精度测量、显示、变送、连续/人工智能/PID调节或报警等功能。其中AI人工智能调节可使系统实现较为理想的温度控制。2）、智能仪表主要参数功能的设置：Ctrl(控制方式)：Ctrl=0,采用位式调节，只适合要求不高的场合。Ctrl=1，采用AI人工智能调节/PID调节，该设置下，允许从面板启动执行自整定功能。Ctrl=2，启动自整定参数功能，自整定结束后会自动设置3或4。Ctrl=3，采用AI人工智能调节，自整定结束后仪表自动进入该设置，在该设置下不允许从面板启动自整定参数功能，以防止误操作重复启动自整定。Ctrl=4，该方式下与Ctrl=3时基本相同，但其P参数定义为原来的10倍，即可将P参数放大10倍，获得更精细的控制。HIAL(上限报警)：测量值大于HIAL+dF值时，仪表将产生上限报警。测量值小于HIAL-dF值时，仪表将解除上限报警。设置HIAL到其最大值（9999）可避免产生报警作用。LOAL(下限报警)：测量值小于LOAL-dF时产生下限报警，当测量值大于LOAL+dF时下限报警解除。设置LOAL到其最小值（-1999）可避免产生报警作用。dHAL（正偏差报警）：采用AI人工智能调节时，当正偏差（测量值PV减给定值SV）大于dHAL+dF时产生正偏差报警。当偏差小于dHAL-dF时正偏差报警解除。设置dHAL=9999时，负偏差报警功能被取消。dLAL(负偏差报警)：采用AI人工智能调节时，当负偏差（测量值PV减给定值SV）大于dLAL+dF产生负偏差报警，当偏差小于dLAL-dF时负偏差报警解除。设置dLAL=9999时，负偏差报警功能被取消。dF（回差）：回差用于避免因测量输入值波动而导致位式调节频繁通断或报警频繁产生/解除。另外：Sn（输入规格）、CF（系统功能选择）、M5（保持参数），P（速率参数）等。（详见AI人工智能工业调节器使用说明书）2、温度二位控制原理与调试方法：1）、AI-708智能调节器作为二位调节器时的参数设置：控制方式：Ctrl=0输入规格：SN=21（PT100）输入下限值：dIL=0输入上限值：dIH=100输出方式：OP1=0输出下限值：OPL=0输出上限值：OPH=100回差：dF=0.3系统功能选择：CF=4通讯地址：Addr=00(0mA)通讯波特率：BAUd=100(10mA)运行及上电信号处理：RUN=1（参数设置操作方法详见本书第一部分的《GK-02装置结构展示》的相关内容）2）、参数设定：其参数的设定基本上与AI-708相同，主要不同点是AI-818能与上位机通迅，能够自由的交换数据，能够输出连续的电压或电流信号驱动执行机构。内部有集成的PID算法。3）、工作原理：与AI-708基本相同，不同的是AI-818输出的是0-5V连续的的电压信号，然后去控制单相移相调压模块的输出电压，当智能仪表输出0V电压时，单相移相调压模块没有输出；当智能仪表输出5V电压时，单相移相调压模块输出220V电压。所以，当智能仪表的控制信号从0-5V线性变化时单相移相调压模块的输出电压也从0V-220V变化，Pt100把实时检测到的温度值变换为电压信号输出到AI-818的输入端作为反馈信号。4）、控制系统方框图与结构图图6-1智能仪表温度控制系统方块图四、实验内容与步骤1、按图6-1所示的方块图，完成实验系统的连线工作。2、按实验原理中的说明，先对AI-818智能仪表进行PID参数和给定值的设置，使系统投入自动运行。3、以复合加热水箱作为被控对象，手动控制交流电机使之恒速往复合加热水箱内套加水。4、用上位机采集实时数据并显示过渡过程曲线：将AI-818的温图6-2智能仪表温度控制系统结构图度检测信号输出端“TT”接单片机控制GK-03的信号输入端“TT”；设置单片机回路5参数St=2、CH=100、CL=0（参数设置方法详见本书第一部分）；用串行通信线将GK-03与上位机相连，以便实验时观察过渡过程的曲线。5、参考实验四的步骤，改变设定温度值，记录在不同温度下的过渡过程曲线。6、用交流电机驱动泵向加热水箱打冷水作为扰动，并记录过程曲线。五、注意事项1、实验线路接好后，必须经指导老师检查认可，方可接通电源开始实验。2、在老师指导下将计算机接入系统，利用计算机显示屏作记录仪使用，并保存每次实验记录的数据和曲线。六、实验报告1、记录控制系统过渡过程曲线。2、画出加冷却水时被控量的动态响应曲线，并比较振荡周期和振荡幅度大小。3、综合分析智能仪表温度连续控制系统的特点。