實驗三液位、流量測試與控制實驗一實驗簡介通過液位、流量測試與控制實驗，使材料成型與控制工程專業(yè)的本科生對材料加工過程中的物理量——流量、液位等的檢測與控制方法、原理和硬件組成有比較深刻的了解。熟悉各種工業(yè)傳感器、控制器的使用方法和原理。了解工業(yè)控制器的PID特性。二實驗原理圖1.1A3000高級過程控制試驗系統(tǒng)A3000高級過程控制試驗系統(tǒng)，可以設計上百個實驗，本實驗課只開展4組實驗，兩組為必做實驗，兩組為選作實驗。有興趣的同學還可以自己進行實驗設計。1流量、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實驗實驗原理如圖1.2所示大儲水箱大儲水箱下水箱水泵2渦輪流量計電動調(diào)節(jié)閥出水口圖1.2流量、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實驗示意圖PLC輸出一個開關量控制水泵2的通斷。當水泵2導通時，把水從大儲水箱吸到下水箱中。渦輪流量計根據(jù)管路中水流量的大小，向PLC輸入模擬量信號（4~20mA）。PLC根據(jù)事先編好的程序，向電動調(diào)節(jié)閥輸出相應的模擬量信號，根據(jù)模擬量信號的變化，改變管路的開度，從而起到改變管路中水流量的作用。使下水箱的進水與出水達到動態(tài)平衡。2單容下水箱液位、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實驗實驗原理如圖1.3所示出水口出水口圖1.3單容下水箱液位、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實驗示意圖實驗原理與實驗1基本相同，也是一組模擬量輸出、一組模擬量輸入。3單容下水箱液位、變頻器PID單回路檢測與控制實驗（選作實驗）實驗原理如圖1.4所示出水口出水口大儲水箱水泵1變頻器液位傳感器下水箱PLCPLC圖1.4單容下水箱液位、變頻器PID單回路檢測與控制實驗示意圖PLC輸出一個開關量控制變頻器的通斷。當變頻器導通時，通過水泵1把水從大儲水箱吸到下水箱中。根據(jù)液位的高低，液位傳感器向PLC輸入模擬量信號（4~20mA）。PLC根據(jù)事先編好的程序，向變頻器輸出相應的模擬量信號，根據(jù)模擬量信號的變化，變頻器的輸出頻率變化，電機的轉(zhuǎn)速V=2*60f/p，（其中f為頻率，p為電機的級數(shù)）發(fā)生變化。使下水箱的進水與出水達到動態(tài)平衡。4流量、變頻器PID單回路檢測與控制實驗（選做實驗）實驗原理如圖1.5所示大儲水箱大儲水箱下水箱水泵1變頻器渦輪流量計出水口圖1.5流量、變頻器PID單回路檢測與控制實驗示意圖實驗原理與實驗3基本相同，也是一組模擬量輸出、一組模擬量輸入。三實驗步驟及操作方法1流量、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實驗雙擊桌面上的，待軟件打開后，直接單擊，再單擊“進入系統(tǒng)”選項，選擇“流量調(diào)節(jié)閥控制”選項。進入檢測控制界面。將手閥QV-102，QV-107完全打開，閘板QV-116、QV-117、QV-118完全開啟，其余閥門關閉。下水箱容器只是作為水介質(zhì)流通回路的一個部分。（注：各手閥、傳感器的代號見《A3000實驗操作指南》）在控制系統(tǒng)面板上，把IO面板的FT-102流量計信號端子通過實驗連接線連到AI0端，面板上的FV-101調(diào)節(jié)閥控制端連接到控制器AO0端，2#水泵連接到DO3。（連線如圖3.1）圖3.1實驗1連線圖打開單項總電源，“水泵2#”旋鈕打到“自動”。其余全部關閉。在檢測控制界面上，黃色曲線為設定值（sp設置），設定為30（管道流量的30%）。紅色曲線為流量傳感器的測量值，藍色曲線為電動調(diào)節(jié)閥的開度。選擇“自動”按鈕，再單擊“水泵2啟動”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設置P、I值。先設定P，再設定I。待兩條曲線重合度最好且紅色曲線沒有尖點后，按鍵盤上的“PrintScreen”鍵，打開windows自帶的畫圖板，點擊“編輯”、“粘貼”。保存圖片后，上傳到FTP。將“水泵2#”旋鈕打到關閉，控制面板連線清除。2單容下水箱液位、調(diào)節(jié)閥PID單回路檢測與控制實驗1、單擊“返回”按鈕，“單容液位調(diào)節(jié)閥控制”選項。進入檢測控制界面。2、打開手閥QV102、QV107，調(diào)節(jié)下水箱閘板QV116、QV-117、QV-118開度(可以稍微大一些)，其余閥門關閉。在控制面板上，將IO面板的下水箱液位輸出連接到AI0，IO面板的電動調(diào)節(jié)閥控制端連到AO0，2#水泵連接到DO3。（連線如圖3.2所示）圖3.2實驗2連線圖打開單項總電源，“水泵2#”旋鈕打到“自動”。其余全部關閉。在檢測控制界面上，黃色曲線為設定值（sp設置），設定為30（下水箱容量的30%）。紅色曲線為液位傳感器的測量值，藍色曲線為電動調(diào)節(jié)閥的開度。選擇“自動”按鈕，再單擊“水泵2啟動”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設置P、I值。待兩條曲線重合度最好且紅色曲線沒有尖點后，按鍵盤上的“PrintScreen”鍵，打開windows自帶的畫圖板，點擊“編輯”、“粘貼”。保存圖片后，上傳到FTP。3單容下水箱液位、變頻器PID單回路檢測與控制實驗（選作實驗）1、單擊“返回”按鈕，選擇“單容液位變頻器控制”選項。進入檢測控制界面。2、打開手閥QV-115、QV-106，調(diào)節(jié)QV-116閘板開度(可以稍微大一些)，其余閥門關閉。3、在控制系統(tǒng)面板上，將液位變送器LT-103輸出連接到AI0，AO0輸出連到變頻器U-101控制端上，變頻器啟動連接到DO2。（連線如圖3.3所示）圖3.3實驗3連線圖4、打開設備電源。包括單項電源、變頻器電源。將變頻器啟動旋鈕打到“自動”。5、在檢測控制界面上，黃色曲線為設定值（sp設置），設定為30（下水箱容量的30%）。紅色曲線為液位傳感器的測量值，藍色曲線為變頻器輸出頻率的百分比。選擇“自動”按鈕，再單擊“變頻器啟動”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設置P、I值。先設定P，再設定I。8、待兩條曲線重合度最好且紅色曲線沒有尖點后，按鍵盤上的“PrintScreen”鍵，打開windows自帶的畫圖板，點擊“編輯”、“粘貼”。保存圖片后，上傳到FTP。4流量、變頻器PID單回路檢測與控制實驗（選做實驗）單擊“返回”按鈕，“流量變頻器控制”按鈕。進入檢測控制界面。將手閥QV-115，QV-106完全打開，下水箱容器只是作為水介質(zhì)流通回路的一個部分。將IO面板上的支路1流量計（FT-101）端子通過實驗連接線連到控制器輸入端AI0，IO面板的變頻器控制端連到AO0，變頻器啟動連接到DO2。（連線如圖3.4所示）圖3.4實驗4連線圖打開設備電源。包括單項電源、變頻器電源。將變頻器啟動旋鈕打到“自動”。其余全部關閉。在檢測控制界面上，黃色曲線為設定值（sp設置），設定為30（下水箱容量的30%）。紅色曲線為流量傳感器的測量值，藍色曲線為變頻器輸出頻率的百分比。選擇“自動”按鈕，再單擊“變頻器啟動”按鈕。待紅色曲線與黃色曲線基本重合后，設置P、I值。待兩條曲線重合度最好且