十離心泵恒流量控制

實(shí)驗(yàn)十離心泵恒流量控制實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y定離心泵恒流量控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下，離心泵出口流量的過渡過程，利用最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間等參數(shù)評價離心泵恒流量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。掌握比例度P、積分時間I參數(shù)在流量控制系統(tǒng)中的作用和對過渡過程品質(zhì)指標(biāo)的影響。二、 實(shí)驗(yàn)裝置過程設(shè)備與控制多功能實(shí)驗(yàn)臺三、 實(shí)驗(yàn)原理離心泵恒流量控制系統(tǒng)圖如圖7-1所示，控制系統(tǒng)方框圖如圖7-2所示。圖7-1離心泵恒流量控制系統(tǒng)圖離心泵出口流量 1渦輪流量傳感I 頻率/電壓轉(zhuǎn)換器電動調(diào)節(jié)閥「工業(yè)調(diào)節(jié)器圖7-2離心泵恒流量控制系統(tǒng)方框圖離心泵恒流量控制系統(tǒng)為單回路簡單控制系統(tǒng)，安裝在離心泵出口管路上渦輪流量傳感器TT將離心泵出口流量轉(zhuǎn)換成脈沖信號，其脈沖頻率經(jīng)頻率/電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號后輸出至流量調(diào)節(jié)器TC，TC將流量信號與流量給定值比較后，按PID調(diào)節(jié)規(guī)律輸出4-20mA信號，驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥改變調(diào)節(jié)閥的開度，達(dá)到恒定離心泵出口流量的目的。離心泵恒流量控制系統(tǒng)方框圖如圖7-3所示?？刂茀?shù)如下：控變量）：離心泵出口流量Q。定值（或設(shè)定值）ys：對應(yīng)于被控變量所需保持的工藝參數(shù)值，在本實(shí)驗(yàn)中取1.5L/s。

測量值ym：由傳感器檢測到的被控變量的實(shí)際值，在本實(shí)驗(yàn)中為離心泵出口流量值Q。操縱變量（或控制變量）：實(shí)現(xiàn)控制作用的變量，在本實(shí)驗(yàn)中為離心泵出口流量。使用電動調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器對離心泵出口流量進(jìn)行控制。電動調(diào)節(jié)閥的輸入信號范圍：4-20mA；輸出：閥門開度0-16mm。干擾（或外界擾動）f：干擾來自于外界因素，將引起被控變量偏離給定值。在本實(shí)驗(yàn)中采用突然改變離心泵轉(zhuǎn)速的方法，改變離心泵出口壓力，人為模擬外界擾動給控制變量造成干擾。偏差信號e被控變量的實(shí)際值與給定值之差，e=ys-ym。ym---離心泵出口流量值Q。ys---離心泵出口流量設(shè)定值。控制信號u工業(yè)調(diào)節(jié)器將偏差按一定規(guī)律計算得到的量。離心泵恒流量控制系統(tǒng)采用比例積分控制規(guī)律（P1D）對離心泵流量進(jìn)行控制。比例積分控制規(guī)律是比例與積分兩種控制規(guī)律的組合，理想的PID調(diào)節(jié)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：j'ej'e(t)dt+Tde(t)dtPID規(guī)律在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。圖7-3離心泵恒流量控制系統(tǒng)方框圖假定在時間t=0之前，系統(tǒng)穩(wěn)定，且被調(diào)參數(shù)---離心泵的出口流量Q等于設(shè)定值。若在t=0時刻，外加壓力階躍干擾，離心泵出口壓力開始變化并按衰減振蕩的規(guī)律經(jīng)過一段時間后，離心泵出口流量逐漸趨于穩(wěn)定。完成了一次過渡過程。壓力P0t0 時間t圖7-4階躍干擾信號四、 實(shí)驗(yàn)步驟將流量表設(shè)定值設(shè)為：SV=2.0L/s,P=300,I=4；開動冷水泵，關(guān)閉出口截止閥或出口球閥調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)旋鈕，使壓力表顯示值為0.45Mpa；調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)旋鈕，使流量表顯示值為2.0L/s；按下流量表下的自動按鈕；當(dāng)流量穩(wěn)定后，鼠標(biāo)點(diǎn)擊清空數(shù)據(jù)庫，鼠標(biāo)點(diǎn)擊記錄數(shù)據(jù)，開始記錄數(shù)據(jù)；調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)旋鈕使壓力改變0.05Mpa左右，造成人為干擾，觀察流量恢復(fù)過程；退出組態(tài)王，運(yùn)行數(shù)據(jù)處理程序，觀察溫度變化曲線。五、 計算過渡過程質(zhì)量指標(biāo)最大偏差A(yù)：被調(diào)參數(shù)的最大值。e()余差 ：當(dāng)過渡過程終了時，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差。衰減比n：過渡過程曲線上同方向的相鄰兩個波峰之比，一般n取4?10之間為宣。振蕩周期：過渡過程同向兩波峰(或波谷)之間的間隔時間叫振蕩周期或工作周期，在衰減比相同的情況下，周期與過渡時間成正比，一般希望振蕩周期短一些為好。過度時間ts：從干擾作用發(fā)生的時刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時止，過渡過程所經(jīng)歷的時間。六、 要求寫出實(shí)驗(yàn)報告?；卮鹚伎碱}。思考題1.離心泵