双容水箱特性测试实验预习报告1

双容水箱特性测试实验预习 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 1 太原科技大学 电子信息工程学院 专业硕士学位研究生综合实验预习报告 实验名称:双容水箱特性测试 专 业:控制工程 姓 名:梁 亮 学 号:S20130349 指导教师:邵学卷 完成时间:2014年6月8日 一、本实验装置对象由水箱、锅炉和盘管三大部分组成。供水系统有两路:一路由三相(380V恒压供水)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由变频器、三相磁力驱动泵(220V变频调速)、涡轮流量计及手动调节阀组成。 (1) 被控对象 1(水箱:包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用淡蓝色优质有机玻璃，坚实耐用，透明度高，便于学生直接观察液位的变化和记录结果。水箱结构独特，由三个槽组成，分别为缓冲槽、工作槽和出水槽，进水时水管的水先流入缓冲槽，出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽，这样经过缓冲和线性化的处理，工作槽的液位较为稳定，便于观察。水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器，可对水箱的压力和液位进行检测和变送。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶单回路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。储水箱由不锈钢板制成，完全能满足上、中、下水箱的实验供水需要。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物进入水泵和管道。 2(模拟锅炉:是利用电加热管加热的常压锅炉，包括加热层(锅炉内胆)和冷却层(锅炉夹套)，由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制实验。 3(盘管:模拟工业现场的管道输送和滞后环节，在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。盘管的出水通过手动阀门的切换既可以流入锅炉内胆，也可以经过涡轮流量计流回储水箱。它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。 (管道及阀门:整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，所有的手动阀门均采用优质4 球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底部有一个出水阀，当水箱需要更换水时，把球阀打开将水直接排出。 (2) 检测装置 1(压力传感器、变送器:三个压力传感器分别用来对上、中、下三个水箱的液位进行检测。采用标准二线制传输方式，工作时需提供24V直流电源，输出:4,20mADC。 2(温度传感器:装置中采用了六个Pt100铂热电阻温度传感器，分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管(有3个测试点)以及上水箱出口的水温。Pt100测温范围:-200,+420?。将温度信号转换成4,20mA直流电流信号。 3(流量传感器、变送器:三个涡轮流量计分别用来对由电动调节阀控制的动力支路、由变频器控制的动力支路及盘管出口处的流量进行检测。采用标准二线制传输方式，工作时需提供24V直流电源。输出:4,20mADC。 (3) 执行机构 1(电动调节阀:采用智能直行程电动调节阀，用来对控制回路的流量调节。电动调节阀型号为:QSVP-16K。电源为单相220V，控制信号为4,20mADC或1,5VDC，输出为4,20mADC的阀位信号，使用和校正非常方便。 2(水泵:本装置采用磁力驱动泵，型号为16CQ-8P本装置采用两只磁力驱动泵,一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。 3(电磁阀:在本装置中作为电动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。电磁阀型号为:2W-160-25;工作电压:24VDC。 4(三相电加热管:由三根1.5KW电加热管星形连接而成，用来对锅炉内胆内的水进行加温，每根加热管的电阻值约为50Ω左右。 二、“THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”主要由控制屏组件、智能仪表控制组件、远程数据采集控制组件、DCS分布式控制组件、PLC控制组件等几部分组成。 (1) 控制屏组件 1(SA-01电源控制屏面板:装有漏电保护空气开关、电压型、电流型漏电保护器。合上总电源空气开关及钥匙开关，此时三只电压表均指示380V左右，定时器兼报警记录仪数显亮，停止按钮灯亮。此时打开照明开关、变频器开关及24V开关电源即可提供照明灯，变频器和24V电。按下启动按钮，停止按钮灯熄，启动按钮灯亮，此时合上三相电源、单相?、单相?、单相?空气开关即可提供相应电源输出，作为其他设备的供电电源。 2(SA-02 I/O信号接口面板 该面板的作用主要是通过航空插头(一端与对象系统连接)将各传感器检测信号及执行器控制信号同面板上自锁紧插孔相连，便于学生自行连线组成不同的控制系统。 3(SA-11交流变频控制挂件 采用日本三菱公司的FR-S520S-0.4K-CH(R)型变频器，控制信号输入为4,20mADC或0,5VDC，交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。变频器常用参数设置:P 30,1;P 53,1;P 62,4;P 79,0。 4(三相移相SCR调压装置、位式控制接触器 采用三相可控硅移相触发装置，输入控制信号为4,20mA标准电流信号，其移相触发角与输入控制电流成正比。输出交流电压用来控制电加热器的端电压，从而实现锅炉温度的连续控制。位式控制接触器和AI-708仪表一起使用，通过AI-708仪表输出继电器触点的通断来控制交流接触器的通断，从而完成锅炉水温的位式控制实验。 (2) 远程数据采集控制组件 远程数据采集控制即我们通常所说的直接数字控制(DDC)。在本装置中远程数据采集控制系统包括SA-21远程数据采集热电阻输入模块挂件、SA-22远程数据采集模拟量输入模块挂件、SA-23远程数据采集模拟量输出模块挂件。采用台湾鸿格ICP7000系列智能采集模块，其中I-7017是8路模拟量输入模块，I-7024是4路模拟量输出模块，I-7033是3路热电阻输入模块。ICP7000系列智能采集模块通过RS485等串行口通讯 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 与PC相连，由PC中的算法及程序控制并实现数据采集模块对现场的模拟量、开关量信号的输入和输出、脉冲信号的计数和测量脉冲频率等功能。图为远程数据采集控制系统框图。图中输入输出通道即为ICP7000智能采集模块。 远程数据采集系统框图 (3) DCS分布式控制组件 分布式控制系统(DCS)，国内也称为集散控制系统，它的特点是将危险分散化，而监视、操作和管理集中化，因而具有很高可靠性和灵活性。本装置采用北京和利时公司生产的MACS系统，包括一台操作员站兼工程师站、一台服务器、一台现场主控单元和三个挂件，即FM148现场总线远程I/O模块挂件、FM143现场总线远程I/O模块挂件和FM151现场总线远程I/O模块挂件，其中FM148为8路模拟量输入模块、FM143为8路热电阻输入模块、FM151为8路模拟量输出模块。 (4) PLC控制组件 可编程控制器(简称PLC)是专为在工业环境下应用的一种数字运算操作的电子系统。S7系列PLC有很强的模拟量处理能力和数字运算功能，具有许多过去大型PLC才有的功能，其扫描速度甚至超过了许多大型的PLC，S7系列 PLC功能强、速度快、扩展灵活，并具有紧凑的、无槽位限制的模块化结构，因而在国内工控现场得到了广泛的应用。在本装置中采 用了S7-200、S7-300PLC两套控制系统，两套系统各有特点且区别较大，以使学生对于西门子中小型PLC有较深入的了解。这两套系统包括SA-42 S7-200PLC可编程控制器挂件和SA-41 S7-300PLC可编程控制器挂件。 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 一、S7-200PLC控制系统:S7-200是一种叠装式结构的小型PLC。本实验系统包括一个CPU224主机模块和一个EM235模拟量I/O模块，以及一根PC/PPI连接线。其中 CPU224模块带有14点开关量输入和10点开关量输出，EM235模拟量扩展模块带有4路模拟量输入和1路模拟量输出。方案二、S7-300PLC控制系统:S7-300是采用模块化结构的中小型PLC，包括一个CPU315-2DP主机模块、一个SM331模拟量输入模块和一个SM332模拟量输出模块，以及一块西门子CP5611专用网卡和一根MPI网线。其中SM331为8路模拟量输入模块， SM332为4路模拟量输出模块。 三、实验 注意事项 软件开发合同注意事项软件销售合同注意事项电梯维保合同注意事项软件销售合同注意事项员工离职注意事项 1(实验之前确保所有电源开关均处于“关”的位置。2(接线或拆线必须在切断电源的情况下进行，接线时要注意电源极性。完成接线后，正式投入运行之前，应严格检查安装、接线是否正确，并请指导老师确认无误后，方能通电。3(在投运之前，请先检查管道及阀门是否已按实验指导书的要求打开，储水箱中是否充水至三分之二以上，以保证磁力驱动泵中充满水，磁力驱动泵无水空转易造成水泵损坏。4(在进行温度试验前，请先检查锅炉内胆内水位，至少保证水位超过液位指示玻璃管上面的红线位置，无水空烧易造成电加热管烧坏。5(实验之前应进行变送器零位和量程的调整，调整时应注意电位器的调节方向，并分清调零电位器和满量程电位器。6(仪表应通电预热15分钟后再进行校验。7(小心操作，切勿乱扳硬拧，严防损坏仪表。8(做本实验时，为什么不能任意改变两个出水阀门开度的 (如果采用上水箱和中水箱做实验，其响应曲线与用中水箱和下水箱做实验的曲线大小,9 有什么异同,并分析差异原因。 四、实验目的 1(掌握双容水箱特性的阶跃响应曲线测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ;2(根据由实验测得双容液位的阶跃响应曲线，确定其特征参数K、T、T及传递函数;3(掌握同一控制系统采用不同控制方案12 的实现过程。 五、实验设备 1(实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台(DCS需两台计算机)、万用表一个;2(SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根;3(SA-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个;4(SA-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个，网线四根; 5(SA-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线;6(SA-42挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根。 六、原理说明 双容水箱对象特性测试系统 (a)结构图 (b)方框图 由上图所示，被测对象由两个不同容积的水箱相串联组成，故称其为双容对象。自衡是指对象在扰动作用下，其平衡位置被破坏后，不需要操作人员或仪表等干预，依靠其自身重新恢复平衡的过程。双容水箱的数学模型可用一个二阶惯性环节来描述: kkK12G(s)=G(s)G(s)= (2-9) ，,12Ts，1Ts，1(Ts，1)(Ts，1)1212 式中K,kk，为双容水箱的放大系数，T、T分别为两个水箱的时间常数。 1212 本实验中被测量为下水箱的液位，当中水箱输入量有一阶跃增量变化时，两水箱的液位变化曲线如下图所示。由图可见，上水箱液位的响应曲线为一单调上升的指数函数(图(a));而下水箱液位的响应曲线则呈S形曲线(图(b))，即下水箱的液位响应滞后了，它滞后的时间与阀F1-10和F1-11的开度大小密切相关。 双容水箱液位的阶跃响应曲线 (a)中水箱液位 (b)下水箱液位 双容对象两个惯性环节的时间常数可按下述方法来确定。在下图所示的阶跃响应曲线上求取:(1) h(t)|=0.4 h(?)时曲线上的点B和对应的时间t;(2) h(t)|=0.8 h(?)2t=t1212t=t22时曲线上的点C和对应的时间t。 2 双容水箱液位的阶跃响应曲线 ,输入稳态值h2()然后，利用下面的近似公式计算式 (2-10) ,,KO阶跃输入量xtt121 TTt1，2 (2-11) (2-12) 0.32〈t/t〈0.46 TT12,(1.74,0.55)21，2,2.16122 (T，T)t 由上述两式中解出T和T，于是得到如式(2-9)所示的传递函数。 12 在改变相应的阀门开度后，对象可能出现滞后特性，这时可由S形曲线的拐点P处作一切线，它与时间轴的交点为A，OA对应的时间即为对象响应的滞后时间,。于是得到双 K,,Se容滞后(二阶滞后)对象的传递函数为:G(S)= (2-13) (TS，1)(TS，1)12 七、实验内容与步骤 本实验选择中水箱和下水箱串联作为被测对象(也可选择上水箱和中水箱)。实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7全开，将中水箱出水阀门F1-10、下水箱出水阀门F1-11开至适当开度(要求F1-10开度稍大于F1-11的开度)，其余阀门均关闭。具体实验内容与步骤按两种方案分别叙述，这两种方案的实验与用户所购的硬件设备有关，可根据实验需要选做或全做。 (1) 远程数据采集控制 1(将挂件SA-22远程数据采集模拟量输出模块、SA-23远程数据采集模拟量输入模块挂到屏上，并将挂件上的通讯线插头插入屏内RS485通讯口上，将控制屏右侧RS485通讯线通过RS485/232转换器连接到计算机串口2，并按下图连接实验系统。将“LT3下水箱液 位”钮子开关拨到“ON”的位置。 远程数据采集控制双容水箱特性测试实验接线图 2(接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给智能采集模块及压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相?空气开关，给电动调节阀上电。3(打开上位机MCGS组态环境，打开“远程数据采集系统”工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击“实验二、双容自衡水箱对象特性测试”，进入实验二的监控界面。4.在上位机监控界面中将智能仪表设置为“手动”控制，并将输出值设置为一个合适的值，此操作需通过调节仪表实现。5.合上三相电源空气开关，磁力驱动泵上电打水，适当增加/减少智能仪表的输出量，使下水箱的液位处于某一平衡位置，记录此时的仪表输出值和液位值。6.待下水箱液位平衡后，突增(或突减)智能仪表输出量的大小，使其输出有一个正(或负)阶跃增量的变化(即阶跃干扰，此增量不宜过大，以免水箱中水溢出)，于是水箱的液位便离开原平衡状态，经过一段时间后，水箱液位进入新的平衡状态，记录下此时的仪表输出值和液位值，液位的响应过程曲线将如下图所示。 单容下水箱液位阶跃响应曲线 h(,),h(0)7.根据前面记录的液位值和仪表输出值，按公式K=,输出稳态值/阶跃输入 x0 计算K值，再根据下图中的实验曲线求T值，写出对象的传递函数。 (2) S7-200PLC控制 1(将SA-42 S7-200PLC控制挂件挂到屏上，并用PC/PPI通讯电缆线将S7-200PLC连接到计算机串口2，并按照本章第一节的控制屏接线图2-7连接实验系统。将“LT3下水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。2(接通总电源空气开关和钥匙开关，打开24V开关电源，给压力变送器上电，按下启动按钮，合上单相?、?空气开关，给S7-200PLC及电动调节阀上电。3(打开Step 7-Micro/WIN 32软件，并打开“S7-200PLC”程序进行下载，然后将S7-200PLC置于运行状态，然后运行MCGS组态环境，打开“S7-200PLC控制系统”工程，然后进入MCGS运行环境，在主菜单中点击“实验二、双容自衡水箱对象特性测试”，进入实验二的监控界面。4(以下步骤请参考前面“(1)远程数据采集控制”的步骤4,7。