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1、过程控制仪表与装置实验指导书目 录实验一 温度变送器的调校1实验二、智能自整定PID调节控制仪的调校8实验三 变送器、调节器在液位单回路控制系统中的应用142实验一 温度变送器的调校一、实验目的1 掌握温度变送器内部参数的调校方法。2 验证温度变送器的测量精度。二、实验设备 WP-201温度变送器一个、多功能过程信号校准仪一个、万用表一个、智能编程仪一个、导线若干，计算器一个（自带）。三、实验原理1、Pt100热电阻在工业现场中，当系统的被测介质不会超过100度时，一般采用Pt100热电阻作为温度传感器，以便获得比较高的精度。当然，也有可能使用热电阻。本实验主要使用Pt100热电阻。通常情况下
2、，Pt100使用两线制或三线制接法。采用三线制接法是为了减少测量误差，因为在多数测量中，热电阻远离测量电桥，因此，与热电阻相连的导线长。当环境温度变化时，连接导线的电阻值将有明显的变化。为了消除连接导线的阻值的变化带来的测量误差，采用了三线制接法，即在两端元件的两端分别引出两条导线，这两条导线（材料、长度、粗细相同等）又分别加在电桥相邻的两个桥臂上，如图11所示：Pt10024V DC图11 Pt100与温度变送器接线原理图Pt100电阻在0时为100，温度每升高1，电阻增大大约0.4，但不是非常线性的。2、温度变送器调校方法与原理Pt100热电阻的电阻和温度并不是严格的一阶线性关系，实验中采
3、用一阶曲线拟合（两点法）的方法，利用-200和650两个点对Pt100的电阻温度曲线进行拟合。实验时，通过智能数字编程仪改变变送器的零点迁移和量程比例即可实现对变送器的调校。智能数字编程仪的面板如图： ：SET键 ：RESER键 ：减一键 ：加一键 零点迁移和量程比例的计算方法如下： 、显示零点迁移和显示量程比例的计算：以本实验使用的温度变送器为例，其输入信号为18.52329.64的电阻信号，测量量程为200650，现做做校对时发现输入18.52时显示-202，输入329.64时显示651，假定原Pb1=0，原KK1=1，根据公式：KK1=预定量程显示量程原KK1=650(200)651(2
4、02)10.9965Pb1=预定量程下限显示量程下限KK1+原Pb1 =200(2020.9965)+0=1.2931.3设定：Pb1=1.3，KK1=0.9965、变送输出零点迁移和变送输出量程比例的计算：以本实验使用的温度变送器为例, 测量量程为200650, 变送输出420mA, 现做校对时发现仪表的发现输入18.52和329.64时，仪表分别输出3.9mA和20.1mA,设原仪表Pb3=20.0,KK3=1.000根据公式：KK3=预定输出量程实际输出量程原KK3 =(20-4)(20.1-3.9)1.000 =0.988 Pb3=预定下限输出实际下限输出量程KK3+原Pb3 =20.
5、1设定：Pb3=20.1 KK3=0.9883、实验原理图、实验原理图WP-201型温度变送器多功能过程信号校准仪输入智能数字编程仪万 用 表输出、WP201型温度变送器接线图Pt1002220V2143567894-20mA输出图13 WP201型温度变送器接线图四、实验内容与步骤1、按照图1所示引脚接线，1、2脚接220伏电源，5、6脚短路，从4、5脚引出2根导线接电阻箱，7、8脚引出2根导线接万用表，并且万用表打到直流20毫安档。2、打开电源，熟悉智能数字编程仪的一级、二级参数的意义及设定方法(参数的具体意义参见附录)。用户参数设定：模块在PV值显示状态下，按SET键将CLK设成132，
6、同时按住SET和键，5秒钟后即可进入用户参数的设定，然后继续按SET可调出不同参数 ，按上下增键即可修改参数值，最后再按SET键确认。最后，按SET键5秒后，仪表自动回到测量值显示状态。3、根据Pt100分度表，分别调节多功能过程信号校准仪到-200度和650度所对应的电阻值，从智能编程仪上分别读出对应的温度值，并与标准值比较，当上下限显示量程与实际有误差时，可通过修改pb1和kk1来调整，具体按下列方法（可参见实验原理2）： kk1=预定量程/显示量程*原kk1 pb1=预定量程下限-显示量程下限*kk1+原pb1多次调整直到显示量程与实际值一致。原kk1=_ 原pb1=_;设定kk1=_
7、设定pb1=_设定智能数字编程仪二级参数中的kk1、pb1为校对后的值，具体调整方法见步骤24、当多功能过程信号校准仪打到-200度和650度所对应的电阻值时，从万用表上分别读出所对应的温度变送器输出的电流值，当上下限变送输出与实际有误差时（实际值应为4mA和20mA），可通过修改pb3和kk3来调整，具体按下列方法（可参见实验原理2）：、 Kk3=预定输出量程/实际输出量程*原kk3Pb3=预定下限输出-实际下限输出*kk3+原pb3多次调整直到显示量程与实际值一致。原kk3=_ 原pb3=_;设定kk3=_ 设定pb3=_设定智能数字编程仪二级参数中的kk3、pb3为校对后的值，具体调整方
8、法见步骤25、对照Pt100分度表在0到100度之间均匀选一组数分别从智能编程仪和万用表中读出测量温度值和变送器输出电流值，并将数据填入下表电阻值()18.5260.26100.00138.51175.86212.05247.09280.98标准温度()-200-1000100200300400500实测温度()温度误差(%)标准输出(mA)45.887.769.6511.5213.4115.2917.17实际输出(mA)输出误差(%)电阻值()313.71329.64标准温度()600650实测温度()温度误差(%)标准输出(mA)19.0620实际输出(mA)输出误差(%)温度测量相对误差
9、：变送输出相对误差：五、编程仪面板说明及参数设置表表一、智能编程仪面板各部分说明名称内容备注显示器四位LED显示显示过程测量值在参数设定状态下，显示参数符号或设定值无操作数SET参数设定键可以记录已变更的设定值可以按顺序变换参数设定模式可以变换显示或参数设定模式设定值减少键变更设定值时，作为减少数值连续按压，将作自动快速减1设定值增加键变更设定值时，作为增加数值连续按压，将作自动快速加1复位（RESET）用于程序清零指示灯电源指示灯模块电源正常时红色指示灯亮AL指示灯当控制或报警输出时绿色指示灯亮表二、智能编程仪工程参数（一级参数）设定符号名称设定范围参数说明备注CLK设定参数禁锁CLK=00
10、、132无禁锁设定参数时可修改CLK00、132禁锁设定参数时不可修改CLK=132进入用户参数（二级参数）设定AL1控制或报警值-19999999出场设置为100AH1控制或报警回差值09999出厂设定值为2表三、智能编程仪用户参数（二级参数）设定符号名称设定范围参数说明备注SL0输入分度号0228：Pt100输入;12:4-20mA输入实验前设定SL1设定PV小数点SL1=00实验前设定SL2第一控制或报警方式勿设定SL6内冷补勿设定SL8报警功能选择勿设定DE通讯仪表设备号0254勿设定BT仪表通讯波特率设定勿设定Pb1显示零点迁移全量程设定显示值零点的迁移量，出厂设为0实验校对KK1显
11、示量程比例01.999设定显示量程的比例，出厂设为1.000实验校对Pb3第一路变送输出的零点迁移0100.0设定变送输出的零点迁移量，出厂设为20.0实验校对KK3第一路变送输出的量程比例01.200设定变送输出的量程比例，出厂设为1.000实验校对Pb4第二路变送输出的零点迁移0100.0设定变送输出的零点迁移量勿设定KK4第二路变送输出的量程比例01.200设定变送输出的量程比例勿设定1OL第一路变送输出量程下限全量程设定变送输出的下限实验前设定为2001OH第一路变送输出量程上限全量程设定变送输出的上限实验前设定为6502OL第二路变送输出量程下限全量程设定变送输出的下限实验前设定为0
12、02OH第二路变送输出量程上限全量程设定变送输出的上限实验前设定为1000实验二、智能自整定PID调节控制仪的调校一、试验目的：、了解智能自整定PID调节控制仪的工作原理及内部参数的校正方法。、验证智能自整定PID调节控制仪的输出精度。二、实验设备WP-201智能调节仪一个，多功能过程信号校准仪一个，智能编程仪一个，智能自整定PID调节控制仪一个，万用表一个，计算器一个（自带）。三、实验原理图1、实验原理图PID智能调节仪多功能过程信号校准仪万用表 2、PID调节器的调校方法与原理智能数字编程仪的面板如图：PVSVSET主屏副屏报警指示灯1报警指示灯2功能指示灯控制输出指示灯复位键设定值加一键设定值减一键参数选择键零点迁移和量程比例的计算方法如下： 、显示零点迁移和显示量程比例的计算：以本实验使用的温度变送器为例，其输入信号为18.52329.64的电阻信号，测量量程为200650，现做做校对时发现输入18.52时显示-202，输入329.64时显示651，假定原Pb1=0，原KK1=1，根据公式：KK1=预定量程显示量程
