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实验装置单回路系统测试毕业论文 目 录 实验装置说明………………………………………………………1 系统概述 THKGK-3型高级过程控制对象系统实验装置 THKGK-3型过程控制系统实验平台 软件介绍 实验要求及安全操作规程 被控对象特性测试实验……………………………………………12 单容自衡水箱液位特性的测试 双容（串联）水箱特性的测试 双容（并联）水箱特性的测试 单回路控制系统实验………………………………………………26 单回路控制系统概述 单容水箱液位定值控制系统 双容（串联）水箱液位定值控制系统 双容（并联）水箱液位定值控制系统 温度定值控制系统 单闭环流量定值控制系统 温度位式控制系统实验……………………………………………49 锅炉水温位式控制系统 串级控制系统实验…………………………………………………53 串级控制系统概述 双容（串联）液位串级控制系统 双容（并联）液位串级控制系统 温度与流量串级控制系统 液位与流量串级控制系统 神经网络控制系统实验……………………………………………73 第一章 实验装置说明 第一节 系统概述 一、概述 “THKGK-3型过程控制系统实验平台”是由实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。它是本公司根据工业自动化及其他相关专业的教学特点，并吸收了国内外同类实验装置的特点和长处，经过精心设计，多次实验和反复论证而推出的一套全新的综合性实验装置。本装置结合了当今工业现场过程控制的现状，是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的多功能实验设备。该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，解耦控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需要设计构成DDC远程数据采集，PLC等多种控制系统既可作本科，专科，高职过程控制课程的实验装置，也可为研究生及科研人员复杂控制系统、先进控制系统研究提供物理模拟对象和实验。/O信号全部采用国际标准IEC信号； 具有控制参数和控制方案的多样化。通过不同被控参数、控制器、执行器及工艺管路的组合可构成几十种过程控制系统实验项目； 各种控制算法和调节规律在开放的实验软件平台上都可以实现。实验数据及图表在上位机软件系统中很容易存储及调用，以便实验者进行实验后的比较和分析； 多种控制方式：可采用AI智能仪表控制、S7-200或S7-300PLC可编程控制、DDC远程数据采集控制等多种控制方式； 充分考虑了各大高校自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实验、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实验方案，进行综合性、创造性过程控制系统实验的设计、调试、分析，培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。 三、实验装置的安全保护体系 1．单 图1-1 实验对象总貌图 本实验装置对象主要由变频器、三相磁力驱动泵（220V变频调速）、涡轮流量计及手动调节阀组成。 一、被控对象 由不锈钢储水箱、（上、下）两个串接有机玻璃水箱、左右两个并联有机玻璃水箱，复合水箱和敷塑不锈钢管道等组成。 1．水箱：包括左上水箱、右上水箱、复合水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用优质有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和。上、水箱尺寸为：cm，H=15cm。水箱结构独特，三个槽，分别缓冲槽工作槽出水槽。上、下水箱可以组合成一阶、二阶、液位控制和双闭环液位串级控制。储水箱不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52㎝×43㎝完全能满足上、中、下水箱的实验需要。储水箱内部有两个椭圆塑料过滤网罩，杂物进入泵。用来对上、、下水箱的液位进行检测～4～20mAPt100铂热电阻温度传感器，用来检测水温。～℃。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4～20mA电流信号。流量范围：0～1.2m3/h精度：1.0%输出：4～20mA。16CQ-8P，流量为升/分，扬程为8米，功率为180W。FR-S520SE-0.4K-CHR型变频器，控制信号输入为4～20mADC或0～5VDC，输出用来驱动三相磁力驱动泵。调压装置4～20mA标准电流信号。输出电压用来控制加热从而温度的控制。～～～～RS485等串行口通讯协议与PC相连，由PC中的算法及程序控制并实现数据采集模块对现场的模拟量、开关量信号的输入和输出、脉冲信号的计数和测量脉冲频率等功能。图1-5所示即为远程数据采集控制系统框图。图中输入输出通道即为ICP7000智能采集模块。关于ICP7000智能模块的具体使用请参考装置附带的光盘中的相关内容。 图1-5 远程数据采集系统框图 DDC输入模块接线说明： AI0为左上水箱液位输入通道 AI1为左下水箱液位输入通道 AI2为右上水箱液