过程控制仪表与装置试验指导书.DOC

过程控制仪表与装置实验指导书 张法业 荣卫平 编写 2007年11月 目 录 实验一 温度变送器的调校 1 实验二、智能自整定PID调节控制仪的调校 8 实验三 变送器、调节器在液位单回路控制系统中的应用 14 实验一 温度变送器的调校 一、实验目的 掌握温度变送器内部参数的调校方法。 验证温度变送器的测量精度。 二、实验设备 WP-201温度变送器一个、多功能过程信号校准仪一个、万用表一个、智能编程仪一个、导线若干，计算器一个（自带）。 三、实验原理 1、Pt100热电阻 在工业现场中，当系统的被测介质不会超过100度时，一般采用Pt100热电阻作为温度传感器，以便获得比较高的精度。当然，也有可能使用热电阻。本实验主要使用Pt100热电阻。 通常情况下，Pt100使用两线制或三线制接法。采用三线制接法是为了减少测量误差，因为在多数测量中，热电阻远离测量电桥，因此，与热电阻相连的导线长。当环境温度变化时，连接导线的电阻值将有明显的变化。为了消除连接导线的阻值的变化带来的测量误差，采用了三线制接法，即在两端元件的两端分别引出两条导线，这两条导线（材料、长度、粗细相同等）又分别加在电桥相邻的两个桥臂上，如图1－1所示： 图1－1 Pt100与温度变送器接线原理图 Pt100电阻在0℃时为100Ω，温度每升高1℃，电阻增大大约0.4Ω，但不是非常线性的。 2、温度变送器调校方法与原理 Pt100热电阻的电阻和温度并不是严格的一阶线性关系，实验中采用一阶曲线拟合（两点法）的方法，利用-200℃和650℃两个点对Pt100的电阻－温度曲线进行拟合。实验时，通过智能数字编程仪改变变送器的零点迁移和量程比例即可实现对变送器的调校。 智能数字编程仪的面板如图： 零点迁移和量程比例的计算方法如下： ⑴、显示零点迁移和显示量程比例的计算： 以本实验使用的温度变送器为例，其输入信号为18.52～329.64Ω的电阻信号，测量量程为－200～650℃，现做做校对时发现输入18.52Ω时显示-202，输入329.64Ω时显示651，假定原Pb1=0，原KK1=1， 根据公式： KK1=预定量程÷显示量程×原KK1 =[650－(－200)]÷[651－(－202)]×1 ≈0.9965 Pb1=预定量程下限－显示量程下限×KK1+原Pb1 =－200－(－202×0.9965)+0 =1.293≈1.3 设定：Pb1=1.3，KK1=0.9965 ⑵、变送输出零点迁移和变送输出量程比例的计算： 以本实验使用的温度变送器为例, 测量量程为－200～650℃, 变送输出4~20mA, 现做校对时发现仪表的发现输入18.52Ω和329.64Ω时，仪表分别输出3.9mA和20.1mA,设原仪表Pb3=20.0,KK3=1.000 根据公式：KK3=预定输出量程÷实际输出量程×原KK3 =(20-4)÷(20.1-3.9)×1.000 =0.988 Pb3=预定下限输出—实际下限输出量程×KK3+原Pb3 =20.1 设定：Pb3=20.1 KK3=0.988 3、实验原理图 ⑴、实验原理图 ⑵、WP－201型温度变送器接线图 图1－3 WP－201型温度变送器接线图 四、实验内容与步骤 1、按照图1所示引脚接线，1、2脚接220伏电源，5、6脚短路，从4、5脚引出2根导线接电阻箱，7、8脚引出2根导线接万用表，并且万用表打到直流20毫安档。 2、打开电源，熟悉智能数字编程仪的一级、二级参数的意义及设定方法(参数的具体意义参见附录)。用户参数设定： 模块在PV值显示状态下，按SET键将CLK设成132，同时按住SET和▲键，5秒钟后即可进入用户参数的设定，然后继续按SET可调出不同参数 ，按上下增键即可修改参数值，最后再按SET键确认。最后，按SET键5秒后，仪表自动回到测量值显示状态。 3、根据Pt100分度表，分别调节多功能过程信号校准仪到-200度和650度所对应的电阻值，从智能编程仪上分别读出对应的温度值，并与标准值比较，当上下限显示量程与实际有误差时，可通过修改pb1和kk1来调整，具体按下列方法（可参见实验原理2）： kk1=预定量程/显示量程*原kk1 pb1=预定量程下限-显示量程下限*kk1+原pb1 多次调整直到显示量程与实际值一致。 原kk1=_________ 原pb1=__________; 设定kk1=__________ 设定pb1=__________ 设定智能数字编程仪二级参数中的kk1、pb1为校对后的值，具体调整方法见步骤2 4、当多功能过程信号校准仪打到-200