DCS控制系统实验教案

时间：2023-04-25 07:28:13 教案我要投稿

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DCS2000控制系统实验教案

　　第一课自动控制系统的组成　　一液位控制系统的组成　　1 系统的组成　　（1）对象　　（2）液位测量元件　　（3）控制器　　（4）调节阀　　2 液位是被调节的量　　出口流量是调节的量　　二、控制系统的框图 Dcs集散控制系统,控制系统,自动控制系统　　三、自动控制系统的过渡过程和品质指标　　1 在自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，而把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。　　2 静态的特点：系统输入x、f不变，系统输出y不变，其他量如z、e、p、q均不变，但生产照常进行。静态是相对而暂时的。　　动态的特点：输入变化引起输出变化，其他量也跟着变化，以求系统建立新平衡。动态是经常和绝对的。循环烘箱,沸腾干燥机, 　　自动控制系统的过渡过程：自动控制系统在动态过程中，被控变量是不断变化的，它随时间而变化的过程称为自动控制系统的过渡过程，也就是说，系统从一个平衡状态（静态）经过动态过渡到另一个新的平衡状态的过程。　　3 干拢的形式　　系统在过渡过程中，被控变量随时间的变化规律首先取决于作用于系统的干扰形式。在生产中，出现的干扰是没有固定形式的，且多半属于随机性质。在分析和设计控制系统时，为了安全和方便，常选择一些定型的干扰形式，其中常用的是阶跃干扰。带式干燥机,二维混合机　　阶跃干扰（阶跃输入）的特点：比较突然、比较危险、对被控变量的影响最大，如果一个系统，能有效地克服这类干扰，对其他干扰就能很好地克服，同时数学处理和分析简单。　　4 过渡过程的基本形式　　以上过渡过程的四种形式可以归纳为三类。　　(1)过渡过程(d)是发散的，称为不稳定过渡过程，应竭力避免。苏州大理石平台　　(2)过渡过程(a)和(b)都是衰减的，稳为稳定过程。被控变量经过一段时间后，逐渐趋向原来的或新的平衡状态，这是所希望的。　　对于非周期的衰减过程，由于过渡过程变化较慢，被控变量在控制过程中长时间地偏离给定值，而不能很快恢复平衡状态，所以一般不采用，只是在生产上不允许被控变量有波动的情况下才采用。　　对于衰减振荡过程．由于能够较快地使系统达到稳定状态，所以在多数情况下，都希望自动控制系统在阶跃输入作用下，能够得到如曲线(b)所示的过渡过程。　　(3)过渡过程形式(c)介于不稳定与稳定之间，一般也认为是不稳定过程，生产上不能采用。只是对于某些控制质量要求不高的场合，如果被控变量允许在工艺许可的范围内振荡〔主要指在位式控制时〕，那么这种过渡过程的形式是可以采用的。　　5 控制系统的品质指标　　自动控制系统在阶跃输入作用下，被控变量的变化曲线如图所示。这是属于衰减振荡的过渡过程。　　1．最大偏差或超调量　　最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减振荡过程中，最大偏差就是第一个波的峰值，在图中以A表示。有时也可以用超调量来表征被控变量偏离给定值的程度。在图中超调量以B表示。从图中可以看出，超调量B是第一个峰值A与新稳定值C之差，即B＝A一C。　　2．衰减比绝缘靴手套耐压试验装置,高低压开关柜通电试验台，　　衰减比是表示衰减程度的指标，它是前后相邻两个峰值的比。在图中衰减比是B：B’。习惯上表示为n：1。一般取4：1~8：1之间时，过渡过程开始阶段的变化速度比较快，能比较快地达到一个峰值，然后马上下降又较快地达到一个低峰值，而且第二个峰值远远低于第一个峰值。　　3. 余差　　当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差,或者说余差就是过渡过程终了时的残余偏差，在图中以C表示。偏差的数值可正可负。 sigma离心机，灭菌锅，冻干机　　4．过渡时间　　从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止．过渡过程所经历的时间叫过渡时间。一般是在稳态值的上下规定一个小的范围，当被控变量进入这一范围并不再越出时，就认为被控变量已经达到新的稳态值，或者说过渡过程已经结束。这个范围一般定为稳态值的士5%(也有的规定为士2%)。按照这个规定，过渡时间就是从干扰开始作用之时起，直至被控变量进入新稳态值的±5％(或土2％)的范围内且不再越出时为止所经历的时间。　　5．振荡周期或频率变频串联谐振耐压试验装置，氧化锌避雷器测试仪，　　过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率。在衰减比相同的情况下，周期与过渡时间成正比，一般希望振荡周期短一些为好。　　例：某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图l―15所示。试分别求出最大偏差、余差、袁减比、振荡周期和过渡时间(给定值为2000 C)。　　解: 最大偏差：A＝230一200＝300C 　　余差C＝205―200＝50C 　　由图上可以看出，第一个波峰值B＝230一205＝250C，　　第二个波峰值B’＝210―205＝50C DCS,DCS系统,DCS控制系统,集散型控制系统,　　衰减比应为B：B’＝25：5＝5：1。　　振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，　　故周期T＝20一5＝15(min) 　　过渡时间与规定的被控变量限制范围大小有关，假定被控变量进入额定值的土2％，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为200×(±2％)＝土40C，这时，可在新稳态值(2050C)两侧以宽度为土40C画一区域，固1―15中以画有阴影线的区域表示，只要被控变量进入这一区域且不再超出，过渡过程就可以认为已经结束。实验室烘箱，实验室培养箱，　　因此，从图上可以看出，过渡时间为22min。　　习题：某化学反应器工艺规定操作温度为(900±10 oC)。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80 oC。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1―18所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、越调量、衰减比和振荡周期，并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？钳形接地电阻测试仪,直流电阻快速测试仪，

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