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1、名师整理优秀资源第六课、孔板和涡轮流量计流量比值控制系统实验安徽化工学校陶运道一、实验目的1) 、了解各种流量计的结构及其使用方法。2) 、熟悉单回路流量控制系统的组成。3) 、试了解比值控制在工业上的应用。二、实验设备1) 、CS2000型过程控制实验装置:上位机软件、计算机、RS232-485 转换器1 只、串口线 1 根。2) 、万用表一只三、比值系统组成原理在各种生产过程中,需要使两种物料的流量保持严格的比例关系是常见的,例如, 在锅炉的燃烧系统中,要保持燃料和空气量的一定比例,以保证燃烧的经济性。而且往往其中一个流量随外界负荷需要而变,另一个流量则应由调节器控制,使之成比例地改变,保
2、证二者之比值不变。否则,如果比例严重失调,就可能造成生产事故,或发生危险。又如,以重油为原料生产合成氨时,在造气工段应该保持一定的氧气和重油比率,在合成工段则应保持氢和氮的比值一定。 这些比值调节的目的是使生产能在最佳的工况下进行。本实验比值调节系统的组成原理如下图所示:图 2.3.11.1系统原理图四、实验原理:对于节流元件来说,压差与流量的平方成正比,即PQ2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页名师整理优秀资源对于图 13-1 单闭环比值调节系统,A,B 两个管路上的P可分别写为PA=KAQA2PB=KBQB2其
3、中, KA、KB为放大系数。变送器送出的信号为4-20mA电流信号,那么F1,FA有如下关系: F1-4=CAPA FA-4=CBPB式中 CA、CB是变送器的放大系数, F1,FA是变送器的输出信号电流。比值器的输出关系为: F2-4=KC( F1-4) KC为比值器的放大系数。则有:F2-4=KCCA KAQA2 FA-4=CBKBQB2 由于调节器为比例积分调节,在稳态下它可保持FA =F2,故有KC CA KAQA2 = CB KBQB2 即(QA/QB)2=KCCB KB/CA KA 从上式可知,为使流量QA、QB的比值满足工艺要求,只要适当地调整比值器的放大系数KC即可。注: Ct
4、rl=5,AI808(2)作为手动操作器和伺服放大器。 CF=8 AI808( 1)为外接定,Sn=32 AI808 输入接通道2,外接定接通道1。五、实验内容与步骤精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页名师整理优秀资源1、设备的连接和检查:( 1) 、检查电源开关是否关闭。( 2) 、关闭储水箱放水阀将CS2000 实验对象的储水箱灌满水(至最高高度)。( 3) 、开通以威乐泵、电动调节阀、孔板流量计以及上水箱进水所组成的水路系统,开通以威乐泵、 变频器、 涡轮流量计以及上水箱进水所组成的水路系统,关闭通往其他对象的切
5、换阀关闭通往其他对象的切换阀。系统连线图:图 2.3.11.2实验接线1) 、连接好比值调节实验硬件连线。2) 、启动工艺流程并开启相关仪器和计算机系统。3) 、AI808(1)设置: CF=8,DIH=100,Sn=32;AI808 (2)Ctrl=5 ,DIH=100。4) 、运行 MCGS 组态软件,进入实验系统相关的实验,如图2.3.11.3示:5) 、调节比值器的放大系数,在上位机上实现,软件设定放大系数。6) 、观察计算机显示屏上实时的响应曲线,改变放大系数,待系统稳定后记录过渡过程曲线。记录各项参数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
6、- - -第 3 页,共 4 页名师整理优秀资源图 2.3.11.3实验软件界面六、实验报告要求。1) 、画出比值控制系统的方框图。2) 、用临界比例度法整定三种调节器的参数,并分别作出系统在这三种调节器控制下的阶跃响应曲线。3) 、作出比值器控制时,不同KC值时的阶跃响应曲线?得到结论是什么?4) 、分析 PI 调节器控制时,不同P和 I 值对系统性能的影响?七、注意事项1) 、实验线路接好后,必须经指导老师检查认可后方可接通电源。2) 、系统连接好以后,在老师的指导下,运行温度控制实验。八、思考题1) 、比值器在实验中起什么作用?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页