鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1．了解單回路溫度定值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。2．研究不同控制器對(duì)溫度系統(tǒng)的控制作用。
3. 掌握PID參數(shù)整定的方法。
二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1．過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置—DDC控制模塊
2．計(jì)算機(jī)及MCGS組態(tài)軟件—DDC控制實(shí)驗(yàn)_ModBusRTU.MCG
3．實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用線若干及RS485轉(zhuǎn)232通訊線一根。
三、實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)采用計(jì)算機(jī)控制,將鍋爐的水溫控制在設(shè)定溫度。根據(jù)加熱器溫度變送輸出給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)PID運(yùn)算，然后控制輸出信號(hào)。通過(guò)調(diào)壓模塊，調(diào)整電加熱器的功率，使得鍋爐里水的溫度控制在設(shè)定的溫度。也可控制加熱器外層冷卻水的流量（溫度），控制鍋爐內(nèi)膽的水溫。
鍋爐內(nèi)膽溫度控制系統(tǒng)原理方塊圖如圖3.31所示。
圖3.31 鍋爐內(nèi)膽溫度控制系統(tǒng)原理圖
四、實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容
1．了解實(shí)驗(yàn)裝置中的對(duì)象，流程圖如圖3.32所示。
圖3.32 鍋爐內(nèi)膽溫度控制系統(tǒng)流程圖
2．按要求接好實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線和通訊線。
使用485轉(zhuǎn)232通訊線將控制臺(tái)側(cè)邊DDC通訊口 “COM1” 與上位機(jī)連接。
在傳感器信號(hào)輸出區(qū)域，將鍋爐溫度信號(hào) TT用實(shí)驗(yàn)線連接到DDC控制模塊的AI0信號(hào)輸入端，正負(fù)一一對(duì)應(yīng)。
將DDC控制模塊輸出信號(hào)AO0連接到執(zhí)行器控制信號(hào)輸入?yún)^(qū)的加熱器 控制信號(hào)端口，AO1連接到變頻器控制信號(hào)端口，正負(fù)一一對(duì)應(yīng)。
3．先將手動(dòng)閥門(mén)2V3打開(kāi)，關(guān)閉2V1、2V2、V5。
4．先打開(kāi)控制臺(tái)左側(cè)的總電源開(kāi)關(guān)，按“Start”按鈕啟動(dòng)設(shè)備，再打開(kāi)DDC電源開(kāi)關(guān)。
5．運(yùn)行計(jì)算機(jī)上的 DDC控制實(shí)驗(yàn)_ModBusRTU.MCG工程，選擇“系統(tǒng)管理”下拉菜單中的“用戶登錄”，出現(xiàn)“用戶登錄”界面。點(diǎn)擊“確認(rèn)”，用戶登錄完畢。
圖3.34 用戶登錄界面
6．點(diǎn)擊“確認(rèn)”，用戶登錄完畢。選擇“單回路控制實(shí)驗(yàn)”下拉菜單中的“鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)”。出現(xiàn)如下的“鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)”界面。
圖3.35鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)界面
7．點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”，出現(xiàn)如下界面。
圖3.36 參數(shù)設(shè)置界面
8.將AI0設(shè)置為0 – 100，點(diǎn)擊退出，參數(shù)設(shè)置完畢。
9．在控制臺(tái)面板上打開(kāi)變頻器開(kāi)關(guān)，打開(kāi)變頻器啟停開(kāi)關(guān)
10.觀察鍋爐水標(biāo)，水位在水標(biāo)的2/3以上，停止變頻器。
11.在控制臺(tái)面板上打開(kāi)加熱器電源開(kāi)關(guān)。
12.按本章第一節(jié)中的經(jīng)驗(yàn)法或動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，選擇PI控制規(guī)律，并按整定后的PI參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置。
Ts=1 （參考值）
SV=30 （參考值）
Kc=20 （參考值）
Ti=150 （參考值）
Td=0 （參考值）
閥門(mén)開(kāi)度OP=100（參考值）
13.選擇計(jì)算機(jī)控制方式。
14．穩(wěn)定后，分別適量改變調(diào)節(jié)儀的P及I參數(shù)，用計(jì)算機(jī)記錄不同參數(shù)時(shí)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。
15．分別用P、PD、PID三種控制規(guī)律，用計(jì)算機(jī)記錄不同控制規(guī)律下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。
16．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，停止變頻器運(yùn)行，關(guān)閉變頻器電源，關(guān)閉漏電保護(hù)器，拆除實(shí)驗(yàn)線。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1．畫(huà)出鍋爐內(nèi)膽溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
2．用實(shí)驗(yàn)方法整定PI控制器的參數(shù)，寫(xiě)出整定過(guò)程。
3．比較不同PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生的影響。
4．分析P、PI、PID三種控制規(guī)律對(duì)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的作用。
六、思考題
1． 溫度控制PID 有什么特點(diǎn)？如何減小超調(diào)量和快速達(dá)到平衡。
2． 如果鍋爐內(nèi)膽不采用循環(huán)水，那么鍋爐夾套的溫度控制效果會(huì)怎樣？