自动化装置 实验指导书 张永德编 北京化工大学信息科学与技术学院 2007年9月 .93
自动化装置 实 验 指 导 书 张永德 编 北京化工大学信息科学与技术学院 2007 年 9 月 - 93 -
目录 实验一10E调节器的整机特性调校原则…96 实验二IV记录仪的调校原则...99 实验三SLPC调节器编程的调校原则（设计性）........…101 实验四S170调节器的结构认识和显示操作调校原则（综合性）.…103 实验五S170调节器编程的调校原则（设计性.…106 实验六气动调节阀流量特性的调校原则（综合性）.…118 实验七CS3000集散控制系统反馈控制功能组态的调校原则（设计性）...126 实验八CS3000集散控制系统顺序控制功能组态的调校原则（设计性）......120 .95
目 录 实验一 ICE调节器的整机特性调校原则 ........................................ 96 实验二 IRV记录仪的调校原则 ................................................ 99 实验三 SLPC调节器编程的调校原则(设计性) .................................. 101 实验四 YS170 调节器的结构认识和显示操作调校原则（综合性）................. 103 实验五 YS170 调节器编程的调校原则(设计性)................................. 106 实验六 气动调节阀流量特性的调校原则(综合性) .............................. 118 实验七 CS3000 集散控制系统反馈控制功能组态的调校原则（设计性）............ 126 实验八 CS3000 集散控制系统顺序控制功能组态的调校原则(设计性) .............. 120 - 95 -
实验一 ICE调节器的整机特性调校原则 一.目的与要求 本实验的目的是掌握ICE调节器整机特性调校的内容、方法及注意事项，达到熟练测 试PID参数的要求。 二.设备与接线 所需设备 ICE调节器 一台 信号发生器 一台 直流毫安表 一台 数字电压表 一台 压电源 一台 秒表 一块 按图9-1接线。 电爱生流 记录仪 ⑦ ⑩ ④ ① 2506 2509 ▣ ② ⊙ 数字电压表 E ©© 24VD 图911CE调节器整机特性调校接线图 三.内容与步骤 .96-
实验一 ICE 调节器的整机特性调校原则 一．目的与要求 本实验的目的是掌握 ICE 调节器整机特性调校的内容、方法及注意事项，达到熟练测 试 PID 参数的要求。 二．设备与接线 所需设备： ICE 调节器 一台 信号发生器 一台 直流毫安表 一台 数字电压表 一台 稳压电源 一台 秒表 一块 按图 9-1 接线。 记录仪 电压、电流 发生器 7 3 5 2 1 4 6 8 9 10 11 12 L1 L2 数字电压表 24V DC 电压、电流 发生器 外给信号 4~20mA 输入信号 1~5V 250Ω 250Ω 直流毫安表 图 9-1 ICE 调节器整机特性调校接线图 三．内容与步骤 - 96 -
(一)测量和给定指示刻度误差校验 1.将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置，当测量信号为1V、 3V、5V时，测量指针应指在0%、50%、100%刻度上，若误差>±0.5%，应在双针指示表的 左侧调整机械零点，在指示单元调整电阻进行量程调节。 2.当外给定信号为1V、3V、5V时，给定指针应指在0%、50%、100%刻度上，若误差> 士0.5%，应在双针指示表的右侧调整机械零点，在指示单元调整电阻R进行量程调节。 3.把测量校正切换开关置于校正。测量、给定指针应同时指示50%刻度。若误差>十 0.5%,在指示单元调整电阻Ra,使其符合要求。 (二)手动操作特性及输出指示校验 1.将调节器的开关置于测量、软手动、正作用、外给定各位置，拨动软手操板键，向 右轻按，输出以100s/满量程的变化速度增加。重按，输出以6s/满量程的变化速度增加。 向左轻按，输出以100s/满量程的变化速度减少。重按，输出以6s/满量程的变化速度减少 2.若不按软手操板键，则输出处于保持状态。在输出为100%时，输出保持特性为一 0.5%h。 3.按动软手操板键把输出指针分别移动到0%、50%、100%处，用直流毫安表检查输出 电流是否在4A、12mA、20mA。误差≤±2.5%。 4.把自动/软手动/硬手动切换开关置于硬手动位置，将硬手动操作杆分别置于0%、 50%、100%时，输出信号应为4血4、12m4、20m4。误差≤±3%。若超差，则在侧板进行零点 (R)以及量程(R)调整。 (三)自动手动切换特性校验 1.调节器各开关分别置于测量、外给定、正作用、比例带P=100%、微分时间T=0、 积分时间T=T、测量信号关闭。 2.用软手动使输出为任意值（例如12A)然后切换到“自动“，又由“自动“切换 到“软手动“，其误差<±0.25%。 3.用软手动使输出为任意值（例如12血A)并把硬手动操作杆移动到该输出值位置， 然后切换到“硬手动”，某误差<±5%。再从“硬手动”切换到“软手动”，其误差<±0.25%。 (四)PTD特性校验 1.比例带校验 将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置。积分时间T=T一，微分 时间T=0,测量信号关闭，用软手操使输出=4mA,自/软/硬切换开关切换到“自动”，测量 信号阶跃变化0.4W,调节比例带旋钮，使输出信号变化到5.6mA,检查比例带刻度误差△ Ps,△P。=(P准一P实)/P准X100%,要求△P。<士25%。 2.积分时间校验 将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置。积分时间T=T,微分 时间T=0,测量信号关闭，令P=100%,用软手操使输出=4mA,自/软/硬切换开关切换到 “自动”，令T=0.1min,测量信号阶跃变化0.4W,当输出信号由4mA跳变到5.6mA再变化 到7.2mA时，所用的时间就是积分时间，检查积分时间刻度误差△T,△T=(T准一T /T1海准×100%，要求△T1<±25%。 3.微分时间校验 .97-
（一）测量和给定指示刻度误差校验 1．将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置，当测量信号为 1V、 3V、5V时，测量指针应指在 0%、50%、100%刻度上，若误差＞±0.5%，应在双针指示表的 左侧调整机械零点，在指示单元调整电阻R6进行量程调节。 2．当外给定信号为 1V、3V、5V时，给定指针应指在 0%、50%、100%刻度上，若误差＞ ±0.5%，应在双针指示表的右侧调整机械零点，在指示单元调整电阻R13进行量程调节。 3．把测量校正切换开关置于校正。测量、给定指针应同时指示 50%刻度。若误差＞＋ 0.5%，在指示单元调整电阻R22，使其符合要求。 （二）手动操作特性及输出指示校验 1．将调节器的开关置于测量、软手动、正作用、外给定各位置，拨动软手操板键，向 右轻按，输出以 100s/满量程的变化速度增加。重按，输出以 6s/满量程的变化速度增加。 向左轻按，输出以 100s/满量程的变化速度减少。重按，输出以 6s/满量程的变化速度减少。 2．若不按软手操板键，则输出处于保持状态。在输出为 100%时，输出保持特性为— 0.5%h。 3．按动软手操板键把输出指针分别移动到 0%、50%、100%处，用直流毫安表检查输出 电流是否在 4mA、12mA、20mA。误差≤±2.5%。 4．把自动/软手动/硬手动切换开关置于硬手动位置，将硬手动操作杆分别置于 0%、 50%、100%时，输出信号应为 4mA、12mA、20mA。误差≤±3%。若超差，则在侧板进行零点 （R5）以及量程（R4）调整。 （三）自动手动切换特性校验 1．调节器各开关分别置于测量、外给定、正作用、比例带PB=100%、微分时间TD=0、 积分时间TI=T Imax、测量信号关闭。 2．用软手动使输出为任意值（例如 12mA）然后切换到“自动“，又由“自动“切换 到“软手动“，其误差＜±0.25%。 3．用软手动使输出为任意值（例如 12mA）并把硬手动操作杆移动到该输出值位置， 然后切换到“硬手动”，某误差＜±5%。再从“硬手动”切换到“软手动”，其误差＜±0.25%。 （四）PID 特性校验 1．比例带校验 将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置。积分时间TI=T Imax，微分 时间TD=0，测量信号关闭，用软手操使输出=4mA，自/软/硬切换开关切换到“自动”，测量 信号阶跃变化 0.4V，调节比例带旋钮，使输出信号变化到 5.6mA，检查比例带刻度误差△ PB，△PB=(PB标准－PB实际)／PB标准×100%，要求△PB＜±25%。 2．积分时间校验 将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置。积分时间TI=T Imax，微分 时间TD=0，测量信号关闭，令PB实际=100%，用软手操使输出=4mA，自/软/硬切换开关切换到 “自动”，令TI=0.1min，测量信号阶跃变化 0.4V，当输出信号由 4mA跳变到 5.6mA再变化 到 7.2mA时，所用的时间就是积分时间，检查积分时间刻度误差△TI，△TI=(TI标准－TI实际) ／TI标准×100%，要求△TI＜±25%。 3．微分时间校验 - 97 -
将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置。积分时间T=T,微分 时间T=0,测量信号关闭，P=100%,用软手操使输出=4血A,自/软/硬切换开关切换到“自 动”，令T10min,测量信号阶跃变化0.6Y,输出信号先跳变到最大然后再变化到10.9m4 时，所用的时间就是微分时间常数t,再乘上微分增益K,就是微分时间，检查微分时间 刻度误差△T,△T=(T际雅一T)/T×100%，要求△T<士25%。 四.数据与处理 纪录测试数据，然后分别计算比例带刻度误差△P、积分时间刻度误差△T、微分时 间刻度误差△T,并说明上述误差的来源。 .98
将调节器的各开关置于测量、正作用、外给定、软手动位置。积分时间TI=T Imax，微分 时间TD=0，测量信号关闭，PB实际=100%，用软手操使输出=4mA，自/软/硬切换开关切换到“自 动”，令TD=10min，测量信号阶跃变化 0.6V，输出信号先跳变到最大然后再变化到 10.9mA 时，所用的时间就是微分时间常数td，再乘上微分增益KD，就是微分时间，检查微分时间 刻度误差△TD，△TD=(TD标准－TD实际)／TD标准×100%，要求△TD＜±25%。 四．数据与处理 纪录测试数据，然后分别计算比例带刻度误差△PB、积分时间刻度误差△TI、微分时 间刻度误差△TD，并说明上述误差的来源。 - 98 -