溫度雙位調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

溫度雙位調(diào)整試驗(yàn)系統(tǒng)目:研究了溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法,并提出注意問題,目是使學(xué)生了解雙位調(diào)整過程,并掌握雙位調(diào)整系統(tǒng)組成及工作原理。關(guān)鍵是:被控參數(shù)、被控對象、傳感器、調(diào)整器、溫度雙位調(diào)整。雙位控制規(guī)律是較常見位式控制,其作用是不連續(xù),調(diào)整機(jī)構(gòu)只有開和關(guān)兩個(gè)位置,對象中物料量或能量總是處于不平衡狀態(tài),被控變量一直不能真正穩(wěn)定在設(shè)定值上．通常雙位控制規(guī)律可用下面數(shù)學(xué)式表示:用圖形表示:圖1理想雙位控制特征曲線圖2實(shí)際雙位控制特征曲線雙位控制只有兩個(gè)輸出值,對應(yīng)實(shí)施器調(diào)整機(jī)構(gòu)也只有開和關(guān)兩個(gè)極限位置,而且從一個(gè)位置變換到另一個(gè)位置時(shí)間是很快,因?yàn)閷?shí)施器動(dòng)作非常頻繁,這么使系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)部件因頻繁動(dòng)作而損壞。實(shí)際雙位調(diào)整器都存在中間區(qū)(呆滯區(qū)),當(dāng)被調(diào)參數(shù)對給定值偏差不超出這個(gè)區(qū)間時(shí),調(diào)整器輸出將保持不變,實(shí)際雙位調(diào)整器特征曲線可用圖2表示。被控變量在中間區(qū)內(nèi)時(shí),調(diào)整器輸出狀態(tài)不改變,調(diào)整機(jī)構(gòu)不動(dòng)作,當(dāng)偏差上升到高于設(shè)定值某一數(shù)值后,調(diào)整器輸出狀態(tài)才改變,調(diào)整機(jī)構(gòu)才開,當(dāng)偏差下降至低于設(shè)定值某一數(shù)值后,調(diào)整器輸出狀態(tài)又改變,調(diào)整機(jī)構(gòu)才關(guān),這么調(diào)整機(jī)構(gòu)開關(guān)頻繁程度大為降低,降低了器件損壞。1溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)試驗(yàn)原理溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)方框圖以下:圖3溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)方框圖該系統(tǒng)組成一個(gè)溫度雙位調(diào)整單回路反饋控制系統(tǒng),Tg為設(shè)定溫度,Tz為測量值,Ta為對象溫度.。當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí),溫度計(jì)檢測出信號(hào)送入調(diào)整器比較機(jī)構(gòu),與設(shè)定值進(jìn)行比較得出偏差e=Tg－Tz。調(diào)整器依據(jù)e大小來驅(qū)動(dòng)接觸器工作,當(dāng)測量值小于設(shè)定值（Tz＜Tg）時(shí),調(diào)整器驅(qū)動(dòng)接觸器接通電源,被控對象加熱溫度升高,當(dāng)測量值大于設(shè)定值（Tz＞Tg）時(shí),調(diào)整器輸出信號(hào)使接觸器斷電,被控對象停止加熱．因?yàn)榻佑|器只工作在通和斷兩個(gè)狀態(tài),所以該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)被控參數(shù)雙位自動(dòng)控制。2控制系統(tǒng)組成1）XMT—102數(shù)字顯示調(diào)整儀1臺(tái);2）Pt100鉑電阻1只;3）C10-—10交流接觸器1個(gè);4）SC202—0干燥箱1臺(tái);XMT一102數(shù)字顯示儀使用方法:1）接線:儀表后端面接線以下圖:圖42）設(shè)定:將前面板STPVHS開關(guān)撥至左檔位,調(diào)整設(shè)定值電位器ST,使之達(dá)成所需給定值,然后再將STPVHS開關(guān)撥至中間檔位,以顯示被調(diào)參數(shù)實(shí)際溫度值。3控制系統(tǒng)工作過程及特征曲線溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)電氣原理圖以下:1調(diào)整器（XMT一102）2實(shí)施器（CA10—10）3被控對象（SC202—0干燥箱）4溫度傳感器（Pt100溫度計(jì)）圖5溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)電氣原理圖當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí),干燥箱內(nèi)溫度低于給定值,此時(shí),調(diào)整器后面板“總”和“低”接通,接觸器得電吸合,干燥箱開始加熱,箱內(nèi)溫度逐步升高,偏差e=Tg－Tz逐步減小,當(dāng)e=0時(shí),調(diào)整器“總”和“低”斷開,接觸器斷電,干燥箱停止加熱。但因?yàn)闊釕T性作用,箱內(nèi)溫度仍在繼續(xù)上升△T℃,當(dāng)上升到Tmax時(shí),箱內(nèi)溫度開始下降,當(dāng)下降至低于給定值時(shí),調(diào)整器“總”和“低”重新接通,干燥箱重新被加熱,但其溫度繼續(xù)下降△T℃,當(dāng)下降到Tmin。時(shí),箱內(nèi)溫度才重新上升。其特征曲線以下圖所表示:圖6溫度雙位調(diào)整系統(tǒng)特征曲線特征指標(biāo):1）被調(diào)量振蕩幅度（溫度波動(dòng)范圍）Tad＝Tmax－Tmin;Tmax溫度波動(dòng)最大值;Tmin溫度波動(dòng)最小值;2）T:被調(diào)量振蕩周期;3）被調(diào)量上下偏差平均值:TAδ＝（Tmax－Tmin）／24注意事項(xiàng):試驗(yàn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真記下溫度改變值和對應(yīng)時(shí)間,尤其是當(dāng)溫度上升到給定值呆滯區(qū)時(shí),接觸器斷開時(shí)間t0及溫度;溫度開始下降時(shí)溫度Tmax和時(shí)間t1,溫度下降到給定值呆滯區(qū)時(shí)接觸器重新接通時(shí)間t2和溫度Tg－ε、以及溫度下降到某一點(diǎn)開始上升時(shí)時(shí)間t3和溫度Tmin。試驗(yàn)時(shí)還應(yīng)該注意干燥箱門不能關(guān)得太死,以免散熱不好,也不能開得太大,以免散熱太快加熱時(shí)間變長。本試驗(yàn)溫度設(shè)定值為100℃,調(diào)整器有10℃另外,若雙位控制應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)上,而且被控變量許可在一個(gè)較寬范圍內(nèi)波動(dòng),調(diào)整器呆滯區(qū)就能夠放寬些,這么振蕩周期變長,使可動(dòng)部件動(dòng)作次數(shù)減小,于是降低了磨損,也就減小了維修工作量,所以只要被控變量波動(dòng)上下限在許可范圍內(nèi),周期長些也能夠。即使雙位調(diào)整被調(diào)參數(shù)處于等幅振蕩過程,但當(dāng)儀表靈敏度較高,且被調(diào)對象干擾量改變不大時(shí),振幅能夠限制在工藝要求范圍內(nèi),故仍得到廣泛應(yīng)用。但當(dāng)對象干擾