北华大学
过程控制实习
实习题目：电阻炉温度控制系统
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_________________________ 姓 名：
专 业 名 称：_________________________
指 导 教 师：_________________________
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目 录
序 言 ......................................................................................................... 2 第一部分 系统简介及工艺流程 ............................................................3 1.1、系统简介 ............................................................................. ........ 4 1.2、双向可控硅 .................................................................................. 4 1.3、三相电阻炉 .................................................................................. 5 1.4、K型热电偶 ................................................................................. .6 1.5温度变送器......................................................................................7 1.6、 无纸记录仪…………………………………………………….8 1.7、工艺流程图…………………………………………………….10 1.8、电气接线图…………………………………………………… 10 第二部分 零点调整及量程调整 ......................................................... ..11
2.1、零点调整 ................................................................................... 11 2.2、量程调整 ................................................................................ ...15 第三部分 静态特性及动态特性.............................................................15
3.1、静态特性及动态特性定义 .......................................................15 3.2、实验步骤....................................................................................16 3.3、PID参数整定口诀......................................................................16 3.4、积分饱和问题.............................................................................17 第四部分 参数整定及投运....................................................................17 4.1在纯比例的作用下的参数整定....................................................17 4.2在比例积分作用下的参数整定.....................................................20 4.3比例积分微分的参数整定…………………………………....…21 第五部分 组态王软件应用 ................................................................... 23 5.1组态王软件简介……………………………………………..…..23 5.2组态王软件仿真画面………………….........................................23 第六部分 附录…………………………………………………………25 6.1、附录1电阻炉温度控制系统的控制柜面板图……………….25 6.2、附录2温度控制系统仪表接线图…………………………….26 第七部分 心得体会 ............................................................................... 27
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序言
温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。而电阻炉是热处理的常用设备之一，电阻炉可以提供室温至1200℃范围内的温场。在工业生产过程中，为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效的控制，其中温度控制在生产过程中占有相当大的比例。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。如冶金工业的加热炉、电力工业的锅炉、化学工业的反应炉等设备，通过对温度的监控，保证产品的质量；即使日常生活中的微波炉、电烤箱、电热水器、空调等家用电器也同样需要温度监控。可见温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域，所以对温度进行控制是非常有必要和有意义的。但由于温控设备自身的一些特点，如惯性大、滞后现象严重、难以建立精确的数学模型等，传统的PID控制由于其参数恒定，不能及时跟踪对象特性变化，造成控制系统性能不佳。本文基于这一特点，研究了一种智能控制方案，把常规PID控制、模糊控制及自学习功能结合起来，构成一个基于自学习的模糊自整定PID控制器。并将此控制方案成功运用于对实验室电阻炉温度进行控制，达到了调节时间短、响应速度快、超调量几乎为零且稳态误差在±1℃内的技术要求。
本次实验采用温度显示仪表XZMA、PID自整定调节仪SWPD-80、三项可控硅调节器ZK-03、液晶无纸记录仪ZK-03、以及电阻炉，并且用组态王软件进行仿真。
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