锅炉内胆温度控制实验
一、实验目的1．了解单回路温度定值控制系统的结构与组成。
2．研究不同控制器对温度系统的控制作用。
3. 掌握PID参数整定的方法。
二、 实验设备
1．过程控制综合实验装置—DDC控制模块
2．计算机及MCGS组态软件—DDC控制实验_ModBusRTU.MCG
3．实验专用线若干及RS485转232通讯线一根。
三、实验原理
本实验采用计算机控制,将锅炉的水温控制在设定温度。根据加热器温度变送输出给计算机，计算机根据PID运算，然后控制输出信号。通过调压模块，调整电加热器的功率，使得锅炉里水的温度控制在设定的温度。也可控制加热器外层冷却水的流量（温度），控制锅炉内胆的水温。
锅炉内胆温度控制系统原理方块图如图3.31所示。
图3.31 锅炉内胆温度控制系统原理图
四、实验步骤与内容
1．了解实验装置中的对象，流程图如图3.32所示。
图3.32 锅炉内胆温度控制系统流程图
2．按要求接好实验导线和通讯线。
使用485转232通讯线将控制台侧边DDC通讯口 “COM1” 与上位机连接。
在传感器信号输出区域，将锅炉温度信号 TT用实验线连接到DDC控制模块的AI0信号输入端，正负一一对应。
将DDC控制模块输出信号AO0连接到执行器控制信号输入区的加热器 控制信号端口，AO1连接到变频器控制信号端口，正负一一对应。
3．先将手动阀门2V3打开，关闭2V1、2V2、V5。
4．先打开控制台左侧的总电源开关，按“Start”按钮启动设备，再打开DDC电源开关。
5．运行计算机上的 DDC控制实验_ModBusRTU.MCG工程，选择“系统管理”下拉菜单中的“用户登录”，出现“用户登录”界面。点击“确认”，用户登录完毕。
图3.34 用户登录界面
6．点击“确认”，用户登录完毕。选择“单回路控制实验”下拉菜单中的“锅炉内胆温度控制实验”。出现如下的“锅炉内胆温度控制实验”界面。
图3.35锅炉内胆温度控制实验界面
7．点击“参数设置”，出现如下界面。
图3.36 参数设置界面
8.将AI0设置为0 – 100，点击退出，参数设置完毕。
9．在控制台面板上打开变频器开关，打开变频器启停开关
10.观察锅炉水标，水位在水标的2/3以上，停止变频器。
11.在控制台面板上打开加热器电源开关。
12.按本章第一节中的经验法或动态特性参数法整定调节器参数，选择PI控制规律，并按整定后的PI参数进行调节器参数设置。
Ts=1 （参考值）
SV=30 （参考值）
Kc=20 （参考值）
Ti=150 （参考值）
Td=0 （参考值）
阀门开度OP=100（参考值）
13.选择计算机控制方式。
14．稳定后，分别适量改变调节仪的P及I参数，用计算机记录不同参数时系统的阶跃响应曲线。
15．分别用P、PD、PID三种控制规律，用计算机记录不同控制规律下系统的阶跃响应曲线。
16．实验结束后，停止变频器运行，关闭变频器电源，关闭漏电保护器，拆除实验线。
五、实验报告要求
1．画出锅炉内胆温度控制系统的结构框图。
2．用实验方法整定PI控制器的参数，写出整定过程。
3．比较不同PID参数对系统的性能产生的影响。
4．分析P、PI、PID三种控制规律对本实验系统的作用。
六、思考题
1． 温度控制PID 有什么特点？如何减小超调量和快速达到平衡。
2． 如果锅炉内胆不采用循环水，那么锅炉夹套的温度控制效果会怎样？