第十一章

第一節

一、THJ-2 對象連線 THJ-

解耦控制系統實驗

鍋爐內膽與夾套水溫解耦控制系統

三相電源輸出端 U、 W 對應連接三相 SCR 移相調壓器的三相電源輸入端 U、 V、 V、W；調壓器的三相調壓輸出端 U0、V0、W0 接三相電加熱管輸入端 U0、V0、W0； 將變頻器的 220v 輸入端對應接到單相Ⅱ的輸出端； 將變頻器的 220v 輸入端對應 接到單相Ⅱ的輸出端；變頻器輸出端 A、B、C 對應連接三相磁力泵（～220V）的 A、B、C。 二、S7-300 控制臺連線 S7內膽溫度 TT1 鉑電阻 1a、1b、1c 端對應連接 SA-41A 掛件的 1a、1b、1c 端； 夾套溫度 TT2 鉑電阻 2a、 2c 端對應連接 SA-41A 掛件的 2a、 2c 端；SA-41A 2b、 2b、 掛件的第一輸出通道 A/O（+、 接到三相電加熱管 4～20mA 輸入 -） （+、 ； -） SA-41A 0 掛件的第二輸出通道 A/O1（+、-）接到變頻器 4～20mA 輸入（+、-） 。 三、實驗結構圖

四、實驗步驟 1.按上述要求連接實驗系統。 2.用電纜線將對象和 S7-300 控制臺連接起來。

3.合上 S7-300 控制屏電源，給 CPU 315-2 DP 及相應模塊上電。 4.打開 Wincc 上位機組態軟件，并進入相應的實驗。 5.啟動對象總電源，并合上相關電源打開（三相電源、單相Ⅲ、24V 電源） 。 6．開閥 F1－1、F1－2、F1－5、F1－12 和 F1－13，給鍋爐夾套打滿水，同 時把鍋爐內膽打水到*大容量的三分之二左右。 6．在不加解耦裝置的情況下，把兩個調節器均設為手動輸出，讓鍋爐內膽 水溫 T1 與夾套水溫 T2 均達到自己的期望值（實驗時的設定值） ，測試對象的 靜態增益，并計算相對增益矩陣。 7． 設定鍋爐內膽水溫 T1 與夾套水溫 T2 的給定值，分別在單回路參數整定所 得δ、T i 值的基礎上，適當增大比例度δ和積分時間常數 T i 的值，作為引入解 耦裝置后兩個調節器的設置參數。 8． 在不加解耦裝置時，系統由手動投入自動運行，記錄下內膽水溫 T1 與夾 套水溫 T2 的響應曲線。 10．引入解耦裝置后，設置好 K21 與 K12 的值。 11．手動操作兩個調節器的輸出，使鍋爐內膽水溫 T1 與夾套水溫 T2 進入穩 態并等于給定值后，讓系統投入自動運行。并記錄下 T1 和 T2 投入自動運行后的 響應曲線。 12． 系統進入穩態后， 適當改變鍋爐內膽水溫 T1 或夾套水溫 T2 的設定值 （階 躍擾動） ，觀察被控制量的響應過程。 13．分別改變 K21 與 K12 的值，觀察對被控制量 T1 和 T2 變化的影響。

第二節

一、THJ-2 對象連線 THJ-

上水箱液位與出口溫度解耦控制系統

三相電源輸出端 U、V、W 端接三相 SCR 移相調壓器三相電源輸入 U、V、W 端；調壓器的輸出 U0、V0、W0 端接三相加熱管輸入 U0、V0、W0 端；將三相電源輸 出端 U、V、W 對應連接三相磁力泵（～380V）的輸入端 U、V、W；將電動調節閥 的～220V 輸入端 L、N 接至單相電源Ⅲ的 3L、3N 端；將變頻器的 220v 輸入端對 應接到單相Ⅱ的輸出端；變頻器輸出 A、B、C 對應連接三相磁力泵（～220V）的 A、B、C；變頻器面板上的 RH 和 STF 接公共端 SD。 二、S7-300 控制臺連線 S7上水箱 TT6 鉑電阻 6a、6b、6c 端對應連接 SA-41A 掛件的 1a、1b、1c 端； 上水箱液位 LT1（+、-）相應接到 SA-41A 的 A/I0 通道（+、-） ；第一輸出通道 A/O0（+、-）接到電動調節閥 4～20mA 輸入（+、-） ；第二輸出通道 A/O1（+、-） 接到變頻器 4～20mA 輸入（+、-） ；第三輸出通道 A/O2（+、-）接到加熱裝置的 4～20mA 輸入（+、-） 。 三、實驗結構圖

四、實驗步驟 1.按上述要求連接實驗系統。 2.用電纜線將對象和 S7-300 控制臺連接起來。 3.合上 S7-300 控制屏電源，給 CPU 315-2 DP 及相應模塊上電。

4.打開 Wincc 上位機組態軟件，并進入相應的實驗。 5.啟動對象總電源，并合上相關電源打開（三相電源、單相Ⅲ、24V 電源） 。 6．啟動變頻器-磁力泵支路，使鍋爐內膽注滿水，關閉閥 F2-1、F2-7， 打開閥 F2-2、F2-3，并通過三相 SCR 可控硅加熱，使內膽水溫上升到某一值， 如 90℃，并使之恒溫。 7． 不加解耦裝置的情況下，把兩個調節器均設為手動輸出，讓上水箱液位 H 與上水箱出水口水溫 T 均達到自己的期望值（實驗時的設定值） ，測試對 象的靜態增益，并計算相對增益矩陣。 8．設置上水箱液位 H 與上水箱出水口水溫 T 的給定值，分別在單回路參數 整定所得δ、T i 值的基礎上，適當增大比例度δ和積分時間常數 T i 的值，作為 引入解耦裝置后兩個調節器的設置參數。 9．在不加解耦裝置時，系統由手動投入自動運行，記錄下上水箱液位 H 與上水箱出水口水溫 T 的影響曲線。 10．引入解耦裝置后，設置好 K21 與 K12 的值。 11. 根據先手動，后自動的原則，使上水箱液位 H 進入穩態并等于給定值； 再手動操作另一只調節器輸出，控制變頻器熱水支路的**，當上水箱出水口水 溫 T 等于設定值并穩定后，投入自動運行。并記錄下 H 和 T 投入自動運行后的響 應曲線。 12．系統進入穩態后，適當改變上水箱液位 H 或上水箱出水口水溫 T 的設定 值（階躍擾動） ，觀察被控制量的響應過程。 13．分別改變 K21 與 K12 的值，觀察對被控制量 H 和 T

算法（FB41） 附錄 2. PID 算法（FB41）數據塊介紹 類型 地址 含義 BOOL 0.0 模塊重啟 BOOL 0.1 手動開關 BOOL 0.2 過程變量外圍輸入開關 BOOL 0.3 比例作用開關 BOOL 0.4 積分作用開關 BOOL 0.5 積分抑制開關 BOOL 0.6 積分初始值開關 BOOL 0.7 微分作用開關 TIME 2.0 采樣開關 REAL 6.0 過程設定值 REAL 10.0 過程變量值 WORD 14.0 外圍輸入過程變量值 REAL 16.0 手動值 REAL 20.0 增益 TIME 24．0 積分時間 TIME 28.0 微分時間 TIME 32.0 微分運算滯后時間 REAL 36.0 死區 REAL 40.0 輸出上限 REAL 44.0 輸出下限 REAL 48.0 輸入系數 REAL 52.0 輸入偏置 REAL 56.0 輸出系數 REAL 60.0 輸出偏置 REAL 64.0 積分初始值 REAL 68.0 擾動值 REAL 72.0 輸出值 WORD 76.0 外圍輸出值 BOOL 78.0 輸出上限到達 BOOL 78.1 輸出下限到達 REAL 80.0 比例作用值 REAL 84.0 積分作用值 REAL 88.0 微分作用值 REAL 92.0 過程變量值 REAL 96.0 偏差值