锅炉夹套水温与内胆水温串级控制系统一、实验目的1．熟悉温度串级控制系统的结构与组成2．掌握温度串级控制系统的参数整定与投运方法3．研究阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响4．主、副调节器参数的改变对系统性能的影响二、实验设备三、实验原理本实验系统的主控量为锅炉夹套的水温 T ，副控量为锅炉内胆的水温 T ，它12是一个辅助的控制变量系统由主、副两个回路所组成主回路是一个定值控制 系统，要求系统的主控制量 T 等于给定值，因而系统的主调节器应为 PI 或 PID1控制副回路是一个随动系统，要求副回路的输出能正确、快速地复现主调节器输出的变化规律，以达到对主控制量 T 的控制目的，因而副调节器可采用 P 控1制由于锅炉夹套的温度升降是通过锅炉内胆的热传导来实现的，显然，由于副 对象管道的时间常数小于主对象下水箱的时间常数，因而当主扰动（二次扰动） 作用于副回路时，通过副回路的调节作用可快速消除扰动的影响本实验系统结构图和方框图如图 15 所示图 15 锅炉夹套与内胆温度串级控制系统(a)结构图 (b)方框图四、实验内容与步骤本实验选择锅炉夹套和锅炉内胆组成串级控制系统实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门 F2-1、F2-6、F1-12、F1-13 全开，将锅炉出水阀门 F2-11、F2-12关闭，其余阀门也关闭。
将变频器A、B、C三端连接到三相磁力驱动泵(220V),打开变频器电源并手动调节变频器频率，给锅炉内胆和夹套贮满水然后关闭变频器、关闭阀F1-12，打开阀F1-13待实验投入运行时，用变频器支路以较小 的流量给锅炉内胆供循环冷却水具体实验内容与步骤可根据本实验的目的与原理参照前一节水箱液位串级控制中相应方案进行，实验的接线可按照下面的接线图连接Z2Z*rtt輻电函节试掩罰g0LLV1 xtsel'j _BBBBBS00SS9H图 16 智能仪表控制温度串级控制实验接线图SA-21.込亍层届彳.：..热记F敢址^©l^NOTO-0^00FXSA-2 2图 17^/_:*' 1 » - i ■■- ■ G « 6 .1' .5. E - MsTZ 上■暑 rv G.rJ^G 丄国丄-_0, "匸-广CT-■-■ ."rr -9 6 ・ i i 0 70— ・、q-林 vXX'、悄M * C?皿y岀*：迟 *・+ + f : +e〜侔 w a/di jAroi i/D5 g ©f P ■■ ■: ' 1 ■:出（疋—、+ * 严「■©申严A.iQ-1 ii'fl3 A/U6 3..!0?弋 S 9 10远程数据采集控制温度串级控制实验接线图SA-JJI測•曲\L：2 Jm：Q%. A/-SJ 和•册[甸匕! V-: r 电桝川|I•■纱i I 孟 j 二I • I &—H ■ 1TH [ k TT!: ktt C tl•i-PMASi i "髀虫"“崔茂輦客4、lh C十e住単（,4 中电巴 ^― ■ ■、f TTI 'TT2 TU TT1 TTJ If- | !fli«y kF 4：L1 £f： 寸骨」 IrCp3 9 i © O 0■^卜 7x J I —丄‘一g J| Q © ©jSA-^187-300 PI」C可辐程揑Wffi图 20 S7-300PLC 控制温度串级控制实验接线图五、实验报告要求1．画出温度串级控制系统的结构框图。
2．用实验方法确定调节器的相关参数，写出整定过程3．根据扰动分别作用于主、副对象时系统输出的响应曲线，分析系统在阶 跃扰动作用下的静、动态性能4.分析主、副调节器采用不同PID参数时对系统的性能产生的影响六、思考题1．三相电网电压的波动对主控制量是否有影响？2.为什么本实验中的副调节器用比例（P）调节器，如果采用PI调节，试 分析对系统的性能有什么影响？。