程序控制实验注意事项.doc

程序控制實驗注意事項 2008年東海化工系 實驗之預備工作 於實驗之前一週，由助教講解實驗設備與方法。 由流程圖之輔助，於實驗前到現場實際的瞭解實驗設備與其管線 間之關係。對各管線之流動、儀器之位置與功能、各儀器間訊號 之傳輸及欲控制之方式等均須清楚。 瞭解電腦控制CRT畫面之操作方法。 瞭解控制面版上各開關與記錄器之功能。 瞭解各控制迴路，於實際設備上何者為操縱變數、受控變數、 量測儀器與最後控制元件。 同組人員相互討論，並規劃出操作之步驟，亦可請助教協助說 明。 於實驗之前必須了解： （Ⅰ）實驗目的 （Ⅱ）實驗原理 （Ⅲ）初步之操作步驟。 實驗前口試 當上述工作均完成後，再與老師約定時間於實驗室內進行口試與問題回答，時間約一小時。口試時間通常訂於實驗當天上午9：20 至 10：00 ; 10：00 A.M. 以後才開始做實驗。 實驗項目 利用手動操作，將程序由cold star-up操作至steady state。 2. 冷水流量儀器之校正。 當系統達於steady state時，於手動（open loop）之操作下，進行step change之測試，而獲得其反應曲線，並求得first-order-plus-dead-time (FOPDT) model 之參數。 由FOPDT模式，利用最小IAE方法計算出PID控制器之調諧 值(set-point change與disturbance change兩種)。 將控制器之調諧值key in，並使系統於自動控制 (closed loop)操作下而達到穩定狀態 (steady state)。 於穩定之closed loop操作下，進行disturbance change與 set-point change兩種測試。 實驗須知 與老師完成口頭報告後方可做實驗。 實驗前必須先與助教約定實驗時間，並由助教開門，打開電源。 實驗期間嚴格遵守實驗規則。 除了cold star-up外，操作過程均須存於記錄紙上。實驗結束後撕下記錄紙並由助教簽名認定，此記錄紙之結果必須附於實驗報告內。 熱交換器控制設備操作步驟 實驗前準備 由熱水加熱槽之液位計觀察其液位是否在約80％，若否，加水 到80％。 檢查冷水槽之液位是否定位，供水閥是否打開，若否，打開供 水閥。 依照控制方式之類別，打開控制盤上面門，再依需求改變接點， 完成後關上門。 檢查電腦(PC)之線路是否正常。 實驗步驟 A.實驗準備工作 打開總電源後，接著打開設備電源。 按下空壓機紐。 檢查水流迴路是否為”對流”熱交換。 4. 打開電腦(PC)之電源，開機，並將之進入控制系統。 5. 按下加熱器及攪拌器鈕。 B.控制熱水溫度 1. 進入控制迴路2 (Loop-2)，將其設定為手動(Manual)，並將MV調到100%。 2. 打開冷、熱水pump，並作冷水流量校正。 4. 等到Loop-2之PV(溫度)達到95℃時，設定Kc=5、τI =50、 τD =10，並將Loop-2由手動(Manual)改成自動(Auto)。 觀看變化使其達到steady-state。 *冷水流量校正* 1. 由電腦主畫面上的FI-3讀取數據來做校正。 2. 在冷水出口處，用量筒準備接取冷水。 3. 計時10秒，測量一定時間內的水量。 4. 重複三次，取平均值。 C. Open-loop step testing 1. 進入群組控制中，由手動來調整出口閥，使冷水流量在0.1~0.3間。 2. 進入控制迴路1 (Loop-1)。 3. 將Loop-1設為手動，設定mv 為50%。 4. 當達到steady-state時 (即pv值達於穩定時)。 5. 將mv由50%調到70%，並使其再達到新的steady-state狀態。 6. 將紀錄器上所得之圖形於系辦公室之影印機上放大。 7. 由step testing之反應曲線，並由Fit 3 (p. 239, Textbook) 求得FOPDT model之parameters，即 。 再利用IAE方法求出set-point change (p. 247, Textbook) 及disturbance change (p. 246, Textbook) 時所需要的PID控制器調諧值( Kc、τI 、τD )。 Note： 詳細之PID控制器調諧值計算與IAE法，請參考教科書Chapter 7。 D. Automatic Control Experiment for Set-Point Change 1. 進入控制迴路1 (Loop-1)，將前面由IAE set-point change計算所得