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1、实验九离心泵恒压力控制实验一、实验目的1测定离心泵恒压力控制系统在阶跃干扰作用下，离心泵出口压力的过渡过程， 利用最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间等参数评价离心泵恒压 力控制系统的控制质量。2. 掌握比例度P、积分时间I参数在压力控制系统中的作用和对过渡过程品质 指标的影响。二、实验装置过程设备与控制多功能实验台三、实验原理离心泵恒压力控制系统图如图61所示，信号流程如图62所示。图 6-1 离心泵恒压力控制系统图离心泵出口压力泵电机变频调速器图 6-2 信号流程图离心泵恒压力控制系统为单回路简单控制系统。安装在离心泵出口管路上压 力传感器PT将离心泵出口压力转换成电压信号，经放大器
2、放大后输出至工业调 节器 PC，PC 将压力信号与压力给定值比较后，按 PI 调节规律输出 420mA 信号， 驱动变频调速器控制电机的转速，达到恒定离心泵出口压力的目的。离心泵恒压 力控制系统方框图如图 6-3 所示。控制参数如下：1 被控变量y：离心泵出口压力P。2. 给定值（或设定值）ys：对应于被控变量所需保持的工艺参数值，在本实验中 取 0.4 MPa。3测量值ym：由传感器检测到的被控变量的实际值，在本实验中为离心泵出口 压力值 P。4.操纵变量（或控制变量）：实现控制作用的变量，在本实验中为离心泵转速n。 使用交流变频调速器作为执行器对离心泵转速进行控制。交流变频调速器的 输入信
3、号范围：420mA；输出：380V，050Hz。5干扰（或外界扰动f：干扰来自于外界因素，将引起被控变量偏离给定值。在 本实验中采用突然改变流量的方法，人为模拟外界扰动给控制变量造成干扰6偏差信号 e 被控变量的实际值与给定值之差， e=ys-ym。ym-离心泵出口压力值 P；ys-离心泵出口压力设定值。7控制信号 u 工业调节器将偏差按一定规律计算得到的量。离心泵恒压力控制系统采用比例积分控制规律(PI)对离心泵出口压力进行控制。比例积分控制规律是比例与积分两种控制规律的组合，数学表达式为1A u (t)二 K e (t) + I t e (t) dt P T 0IPI 规律将比例控制反应快
4、和积分控制能消除余差的优点结合在一起，因而在 生产中得到了广泛应用。图 6-3 离心泵恒压力控制系统方框图流量 Qt0时间 t图 6-4 阶跃干扰信号假定在时间t=0之前，系统稳定，且被调参数-一离心泵的出口压力P等于 设定值。若在t=0时刻，外加流量阶跃干扰（图6-4），离心泵出口压力开始变 化并按衰减振荡的规律经过一段时间后，离心泵出口压力逐渐趋于稳定。完成了 一次过渡过程。四、实验步骤1. 将压力表设定值设为0.4Mpa, P设为60，I设为15；2. 用变频调速的方式开动冷水泵；3. 打开出口截止阀到全开位置；4. 调节出口球阀使流量为1.5 L/s，按下压力表下自动按钮；5. 待系统
5、压力稳定后，启动组态王程序进入本实验画面。鼠标点击清空数 据库，鼠标点击记录数据，开始记录数据；6. 调节出口球阀使压力偏离给定值0.05Mpa，观察压力恢复过程；7. 将P设为60， I设为15；重复第6条再做一次； 退出组态王，运行数据处理程序，观察压力变化曲线。五、计算过渡过程质量指标：1最大偏差A：被调参数偏离给定值的最大值。e（ ）2余差：当过渡过程终了时，被调参数所达到的新的稳态值与给定值之差。3. 衰减比n：过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰之比，一般n取410之 间为宜。4振荡周期：过渡过程同向两波峰（或波谷）之间的间隔时间叫振荡周期或工作 周期，在衰减比相同的情况下，周期与过渡时间成正比，一般希望振荡周期 短一些为好。5.过度时间ts：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止， 过渡过程所经历的时间六、要求1.写出实验报告。2.回答思考题。思考题1.离心泵恒压力控制系统在流量阶跃干扰作用下，比例度P的大小对过渡过程 会产生什么影响？离心泵恒压力控制系统在流量阶跃干扰作用下，积分常数 I 的大小对过渡过程会 产生什么影响？
九离心泵恒压力控制
