温度双位调节实验系统的设计.doc

温度双位调整试验系统

目:研究了温度双位调整系统实现方法,并提出注意问题,目是使学生了解双位调整过程,并掌握双位调整系统组成及工作原理。关键是:被控参数、被控对象、传感器、调整器、温度双位调整。

双位控制规律是较常见位式控制,其作用是不连续,调整机构只有开和关两个位置,对象中物料量或能量总是处于不平衡状态,被控变量一直不能真正稳定在设定值上．通常双位控制规律可用下面数学式表示:

用图形表示:

图1理想双位控制特征曲线图2实际双位控制特征曲线

双位控制只有两个输出值,对应实施器调整机构也只有开和关两个极限位置,而且从一个位置变换到另一个位置时间是很快,因为实施器动作非常频繁,这么使系统中运动部件因频繁动作而损坏。

实际双位调整器都存在中间区(呆滞区),当被调参数对给定值偏差不超出这个区间时,调整器输出将保持不变,实际双位调整器特征曲线可用图2表示。

被控变量在中间区内时,调整器输出状态不改变,调整机构不动作,当偏差上升到高于设定值某一数值后,调整器输出状态才改变,调整机构才开,当偏差下降至低于设定值某一数值后,调整器输出状态又改变,调整机构才关,这么调整机构开关频繁程度大为降低,降低了器件损坏。

1温度双位调整系统试验原理

温度双位调整系统方框图以下:

图3温度双位调整系统方框图

该系统组成一个温度双位调整单回路反馈控制系统,Tg为设定温度,Tz为测量值,Ta为对象温度.。当系统开始工作时,温度计检测出信号送入调整器比较机构,与设定值进行比较得出偏差e=Tg－Tz。调整器依据e大小来驱动接触器工作,当测量值小于设定值（Tz＜Tg）时,调整器驱动接触器接通电源,被控对象加热温度升高,当测量值大于设定值（Tz＞Tg）时,调整器输出信号使接触器断电,被控对象停止加热．因为接触器只工作在通和断两个状态,所以该系统能够实现被控参数双位自动控制。

2控制系统组成

1）XMT—102数字显示调整仪1台;2）Pt100铂电阻1只;

3）C10-—10交流接触器1个;4）SC202—0干燥箱1台;

XMT一102数字显示仪使用方法:

1）接线:仪表后端面接线以下图:

图4

2）设定:将前面板STPVHS开关拨至左档位,调整设定值电位器ST,使之达成所需给定值,然后再将STPVHS开关拨至中间档位,以显示被调参数实际温度值。

3控制系统工作过程及特征曲线

温度双位调整系统电气原理图以下:

1调整器（XMT一102）2实施器（CA10—10）

3被控对象（SC202—0干燥箱）4温度传感器（Pt100温度计）

图5温度双位调整系统电气原理图

当系统开始工作时,干燥箱内温度低于给定值,此时,调整器后面板“总”和“低”接通,接触器得电吸合,干燥箱开始加热,箱内温度逐步升高,偏差e=Tg－Tz逐步减小,当e=0时,调整器“总”和“低”断开,接触器断电,干燥箱停止加热。但因为热惯性作用,箱内温度仍在继续上升△T℃,当上升到Tmax时,箱内温度开始下降,当下降至低于给定值时,调整器“总”和“低”重新接通,干燥箱重新被加热,但其温度继续下降△T℃,当下降到Tmin。时,箱内温度才重新上升。

其特征曲线以下图所表示:

图6温度双位调整系统特征曲线

特征指标:

1）被调量振荡幅度（温度波动范围）Tad＝Tmax－Tmin;

Tmax温度波动最大值;Tmin温度波动最小值;

2）T:被调量振荡周期;

3）被调量上下偏差平均值:TAδ＝（Tmax－Tmin）／2

4注意事项:

试验时应认真记下温度改变值和对应时间,尤其是当温度上升到给定值呆滞区时,接触器断开时间t0及温度;温度开始下降时温度Tmax

和时间t1,温度下降到给定值呆滞区时接触器重新接通时间t2和温度Tg－ε、以及温度下降到某一点开始上升时时间t3和温度Tmin。

试验时还应该注意干燥箱门不能关得太死,以免散热不好,也不能开得太大,以免散热太快加热时间变长。本试验温度设定值为100℃,调整器有10℃

另外,若双位控制应用在工业生产上,而且被控变量许可在一个较宽范围内波动,调整器呆滞区就能够放宽些,这么振荡周期变长,使可动部件动作次数减小,于是降低了磨损,也就减小了维修工作量,所以只要被控变量波动上下限在许可范围内,周期长些也能够。

即使双位调整被调参数处于等幅振荡过程,但当仪表灵敏度较高,且被调对象干扰