第十一章

第一節(jié)

一、THJ-2 對象連線 THJ-

解耦控制系統(tǒng)實驗

鍋爐內(nèi)膽與夾套水溫解耦控制系統(tǒng)

三相電源輸出端 U、 W 對應(yīng)連接三相 SCR 移相調(diào)壓器的三相電源輸入端 U、 V、 V、W；調(diào)壓器的三相調(diào)壓輸出端 U0、V0、W0 接三相電加熱管輸入端 U0、V0、W0； 將變頻器的 220v 輸入端對應(yīng)接到單相Ⅱ的輸出端； 將變頻器的 220v 輸入端對應(yīng) 接到單相Ⅱ的輸出端；變頻器輸出端 A、B、C 對應(yīng)連接三相磁力泵（～220V）的 A、B、C。 二、S7-300 控制臺連線 S7內(nèi)膽溫度 TT1 鉑電阻 1a、1b、1c 端對應(yīng)連接 SA-41A 掛件的 1a、1b、1c 端； 夾套溫度 TT2 鉑電阻 2a、 2c 端對應(yīng)連接 SA-41A 掛件的 2a、 2c 端；SA-41A 2b、 2b、 掛件的第一輸出通道 A/O（+、 接到三相電加熱管 4～20mA 輸入 -） （+、 ； -） SA-41A 0 掛件的第二輸出通道 A/O1（+、-）接到變頻器 4～20mA 輸入（+、-） 。 三、實驗結(jié)構(gòu)圖

四、實驗步驟 1.按上述要求連接實驗系統(tǒng)。 2.用電纜線將對象和 S7-300 控制臺連接起來。

3.合上 S7-300 控制屏電源，給 CPU 315-2 DP 及相應(yīng)模塊上電。 4.打開 Wincc 上位機組態(tài)軟件，并進(jìn)入相應(yīng)的實驗。 5.啟動對象總電源，并合上相關(guān)電源打開（三相電源、單相Ⅲ、24V 電源） 。 6．開閥 F1－1、F1－2、F1－5、F1－12 和 F1－13，給鍋爐夾套打滿水，同 時把鍋爐內(nèi)膽打水到*大容量的三分之二左右。 6．在不加解耦裝置的情況下，把兩個調(diào)節(jié)器均設(shè)為手動輸出，讓鍋爐內(nèi)膽 水溫 T1 與夾套水溫 T2 均達(dá)到自己的期望值（實驗時的設(shè)定值） ，然后測試對象的 靜態(tài)增益，并計算相對增益矩陣。 7． 設(shè)定鍋爐內(nèi)膽水溫 T1 與夾套水溫 T2 的給定值，分別在單回路參數(shù)整定所 得δ、T i 值的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增大比例度δ和積分時間常數(shù) T i 的值，作為引入解 耦裝置后兩個調(diào)節(jié)器的設(shè)置參數(shù)。 8． 在不加解耦裝置時，系統(tǒng)由手動投入自動運行，記錄下內(nèi)膽水溫 T1 與夾 套水溫 T2 的響應(yīng)曲線。 10．引入解耦裝置后，設(shè)置好 K21 與 K12 的值。 11．手動操作兩個調(diào)節(jié)器的輸出，使鍋爐內(nèi)膽水溫 T1 與夾套水溫 T2 進(jìn)入穩(wěn) 態(tài)并等于給定值后，讓系統(tǒng)投入自動運行。并記錄下 T1 和 T2 投入自動運行后的 響應(yīng)曲線。 12． 系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后， 適當(dāng)改變鍋爐內(nèi)膽水溫 T1 或夾套水溫 T2 的設(shè)定值 （階 躍擾動） ，觀察被控制量的響應(yīng)過程。 13．分別改變 K21 與 K12 的值，觀察對被控制量 T1 和 T2 變化的影響。

第二節(jié)

一、THJ-2 對象連線 THJ-

上水箱液位與出口溫度解耦控制系統(tǒng)

三相電源輸出端 U、V、W 端接三相 SCR 移相調(diào)壓器三相電源輸入 U、V、W 端；調(diào)壓器的輸出 U0、V0、W0 端接三相加熱管輸入 U0、V0、W0 端；將三相電源輸 出端 U、V、W 對應(yīng)連接三相磁力泵（～380V）的輸入端 U、V、W；將電動調(diào)節(jié)閥 的～220V 輸入端 L、N 接至單相電源Ⅲ的 3L、3N 端；將變頻器的 220v 輸入端對 應(yīng)接到單相Ⅱ的輸出端；變頻器輸出 A、B、C 對應(yīng)連接三相磁力泵（～220V）的 A、B、C；變頻器面板上的 RH 和 STF 接公共端 SD。 二、S7-300 控制臺連線 S7上水箱 TT6 鉑電阻 6a、6b、6c 端對應(yīng)連接 SA-41A 掛件的 1a、1b、1c 端； 上水箱液位 LT1（+、-）相應(yīng)接到 SA-41A 的 A/I0 通道（+、-） ；第一輸出通道 A/O0（+、-）接到電動調(diào)節(jié)閥 4～20mA 輸入（+、-） ；第二輸出通道 A/O1（+、-） 接到變頻器 4～20mA 輸入（+、-） ；第三輸出通道 A/O2（+、-）接到加熱裝置的 4～20mA 輸入（+、-） 。 三、實驗結(jié)構(gòu)圖

四、實驗步驟 1.按上述要求連接實驗系統(tǒng)。 2.用電纜線將對象和 S7-300 控制臺連接起來。 3.合上 S7-300 控制屏電源，給 CPU 315-2 DP 及相應(yīng)模塊上電。

4.打開 Wincc 上位機組態(tài)軟件，并進(jìn)入相應(yīng)的實驗。 5.啟動對象總電源，并合上相關(guān)電源打開（三相電源、單相Ⅲ、24V 電源） 。 6．啟動變頻器-磁力泵支路，使鍋爐內(nèi)膽注滿水，然后關(guān)閉閥 F2-1、F2-7， 打開閥 F2-2、F2-3，并通過三相 SCR 可控硅加熱，使內(nèi)膽水溫上升到某一值， 如 90℃，并使之恒溫。 7． 不加解耦裝置的情況下，把兩個調(diào)節(jié)器均設(shè)為手動輸出，讓上水箱液位 H 與上水箱出水口水溫 T 均達(dá)到自己的期望值（實驗時的設(shè)定值） ，然后測試對 象的靜態(tài)增益，并計算相對增益矩陣。 8．設(shè)置上水箱液位 H 與上水箱出水口水溫 T 的給定值，分別在單回路參數(shù) 整定所得δ、T i 值的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增大比例度δ和積分時間常數(shù) T i 的值，作為 引入解耦裝置后兩個調(diào)節(jié)器的設(shè)置參數(shù)。 9．在不加解耦裝置時，系統(tǒng)由手動投入自動運行，記錄下上水箱液位 H 與上水箱出水口水溫 T 的影響曲線。 10．引入解耦裝置后，設(shè)置好 K21 與 K12 的值。 11. 根據(jù)先手動，后自動的原則，使上水箱液位 H 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)并等于給定值； 再手動操作另一只調(diào)節(jié)器輸出，控制變頻器熱水支路的**，當(dāng)上水箱出水口水 溫 T 等于設(shè)定值并穩(wěn)定后，投入自動運行。并記錄下 H 和 T 投入自動運行后的響 應(yīng)曲線。 12．系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，適當(dāng)改變上水箱液位 H 或上水箱出水口水溫 T 的設(shè)定 值（階躍擾動） ，觀察被控制量的響應(yīng)過程。 13．分別改變 K21 與 K12 的值，觀察對被控制量 H 和 T

算法（FB41） 附錄 2. PID 算法（FB41）數(shù)據(jù)塊介紹 類型 地址 含義 BOOL 0.0 模塊重啟 BOOL 0.1 手動開關(guān) BOOL 0.2 過程變量外圍輸入開關(guān) BOOL 0.3 比例作用開關(guān) BOOL 0.4 積分作用開關(guān) BOOL 0.5 積分抑制開關(guān) BOOL 0.6 積分初始值開關(guān) BOOL 0.7 微分作用開關(guān) TIME 2.0 采樣開關(guān) REAL 6.0 過程設(shè)定值 REAL 10.0 過程變量值 WORD 14.0 外圍輸入過程變量值 REAL 16.0 手動值 REAL 20.0 增益 TIME 24．0 積分時間 TIME 28.0 微分時間 TIME 32.0 微分運算滯后時間 REAL 36.0 死區(qū) REAL 40.0 輸出上限 REAL 44.0 輸出下限 REAL 48.0 輸入系數(shù) REAL 52.0 輸入偏置 REAL 56.0 輸出系數(shù) REAL 60.0 輸出偏置 REAL 64.0 積分初始值 REAL 68.0 擾動值 REAL 72.0 輸出值 WORD 76.0 外圍輸出值 BOOL 78.0 輸出上限到達(dá) BOOL 78.1 輸出下限到達(dá) REAL 80.0 比例作用值 REAL 84.0 積分作用值 REAL 88.0 微分作用值 REAL 92.0 過程變量值 REAL 96.0 偏差值