鍋爐內膽溫度控制實驗
一、實驗目的1．了解單回路溫度定值控制系統的結構與組成。
2．研究不同控制器對溫度系統的控制作用。
3. 掌握PID參數整定的方法。
二、 實驗設備
1．過程控制綜合實驗裝置—DDC控制模塊
2．計算機及MCGS組態軟件—DDC控制實驗_ModBusRTU.MCG
3．實驗專用線若干及RS485轉232通訊線一根。
三、實驗原理
本實驗采用計算機控制,將鍋爐的水溫控制在設定溫度。根據加熱器溫度變送輸出給計算機，計算機根據PID運算，然后控制輸出信號。通過調壓模塊，調整電加熱器的功率，使得鍋爐里水的溫度控制在設定的溫度。也可控制加熱器外層冷卻水的流量（溫度），控制鍋爐內膽的水溫。
鍋爐內膽溫度控制系統原理方塊圖如圖3.31所示。
圖3.31 鍋爐內膽溫度控制系統原理圖
四、實驗步驟與內容
1．了解實驗裝置中的對象，流程圖如圖3.32所示。
圖3.32 鍋爐內膽溫度控制系統流程圖
2．按要求接好實驗導線和通訊線。
使用485轉232通訊線將控制臺側邊DDC通訊口 “COM1” 與上位機連接。
在傳感器信號輸出區域，將鍋爐溫度信號 TT用實驗線連接到DDC控制模塊的AI0信號輸入端，正負一一對應。
將DDC控制模塊輸出信號AO0連接到執行器控制信號輸入區的加熱器 控制信號端口，AO1連接到變頻器控制信號端口，正負一一對應。
3．先將手動閥門2V3打開，關閉2V1、2V2、V5。
4．先打開控制臺左側的總電源開關，按“Start”按鈕啟動設備，再打開DDC電源開關。
5．運行計算機上的 DDC控制實驗_ModBusRTU.MCG工程，選擇“系統管理”下拉菜單中的“用戶登錄”，出現“用戶登錄”界面。點擊“確認”，用戶登錄完畢。
圖3.34 用戶登錄界面
6．點擊“確認”，用戶登錄完畢。選擇“單回路控制實驗”下拉菜單中的“鍋爐內膽溫度控制實驗”。出現如下的“鍋爐內膽溫度控制實驗”界面。
圖3.35鍋爐內膽溫度控制實驗界面
7．點擊“參數設置”，出現如下界面。
圖3.36 參數設置界面
8.將AI0設置為0 – 100，點擊退出，參數設置完畢。
9．在控制臺面板上打開變頻器開關，打開變頻器啟停開關
10.觀察鍋爐水標，水位在水標的2/3以上，停止變頻器。
11.在控制臺面板上打開加熱器電源開關。
12.按本章第一節中的經驗法或動態特性參數法整定調節器參數，選擇PI控制規律，并按整定后的PI參數進行調節器參數設置。
Ts=1 （參考值）
SV=30 （參考值）
Kc=20 （參考值）
Ti=150 （參考值）
Td=0 （參考值）
閥門開度OP=100（參考值）
13.選擇計算機控制方式。
14．穩定后，分別適量改變調節儀的P及I參數，用計算機記錄不同參數時系統的階躍響應曲線。
15．分別用P、PD、PID三種控制規律，用計算機記錄不同控制規律下系統的階躍響應曲線。
16．實驗結束后，停止變頻器運行，關閉變頻器電源，關閉漏電保護器，拆除實驗線。
五、實驗報告要求
1．畫出鍋爐內膽溫度控制系統的結構框圖。
2．用實驗方法整定PI控制器的參數，寫出整定過程。
3．比較不同PID參數對系統的性能產生的影響。
4．分析P、PI、PID三種控制規律對本實驗系統的作用。
六、思考題
1． 溫度控制PID 有什么特點？如何減小超調量和快速達到平衡。
2． 如果鍋爐內膽不采用循環水，那么鍋爐夾套的溫度控制效果會怎樣？