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“检测技术”实验指导书.doc

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检测技术实验指导书 机电学院,2006.3 目录 CSY-2000系列传感器与检测技术实验台 3 预习实验(一) 移相器相敏检波器的使用 5 预习实验(二) 温度源的温度控制调节实验 8 实验一 应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 23 实验二 差动变压器测位移实验 30 实验三 电容式传感器的位移实验 35 实验四 霍尔传感器特性研究 37 实验五 压电式传感器测振动实验 40 实验六 光纤传感器的位移特性实验 42 实验七 K热电偶测温性能实验 46 实验八 集成温度传感器的特性实验 50 CSY-2000系列传感器与检测技术实验台 说 明 书 一、实验台的组成 CSY-2000系列传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等组成。 1、主机箱:提供高稳定的±15V、±5V、+5V、±2V-±10V(步进可调)、+2V-+24V(连续可调)直流稳压电源;音频信号源(音频振荡器)1KHz~10KHz(连续可调);低频信号源(低频振荡器)1Hz~30Hz(连续可调);气压源0-20KPa(可调);温度(转速)智能调节仪;计算机通信口;主机箱面板上装有电压、频率转速、气压、计时器数显表;漏电保护开关等。其中,直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能,在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。 2、振动源:振动台振动频率1Hz-30Hz可调(谐振频率9Hz左右)。   转动源:手动控制0-2400转/分;自动控制300-2400转/分。   温度源:常温-180℃。 3、传感器:基本型有电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器(光电断续器)、集成温度(AD590)传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。   增强型:基本型基础上可选配扭矩传感器、超声位移传感器、PSD位置传感器、CCD电荷耦合器件、光栅位移传感器、红外热释电传感器、红外夜视传感器、指纹传感器等。 4、实验模板:基本型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相/相敏检波/低通滤波共十块模板。增强型增加与选配传感器配套的实验模板。 5、数据采集卡及处理软件,另附。 6、实验台:尺寸为1600×800×750mm,实验台桌上预留了计算机及示波器安放位置。 二、电路原理 实验模板电路原理已印刷在模板的面板上 ,实验接线图参见文中的具体实验内容。 三、使用方法 1、开机前将电压表显示选择旋钮打到2V档;电流表显示选择旋钮打到200mA档;步进可调直流稳压电源旋钮打到±2V档;其余旋钮都打到中间位置。 2、将AC 220V电源线插头插入市电插座中,合上电源开关,数显表显示0000,表示实验台已接通电源。 3、做每个实验前应先阅读实验指南,每个实验均应在断开电源的状态下按实验线路接好连接线(实验中用到可调直流电源时,应在该电源调到实验值后再接到实验线路中),检查无误后方可接通电源。 4、合上调节仪(温度开关)电源开关,调节仪的PV显示测量值;SV显示设定值。 5、合上气源开关,气泵有声响,说明气泵工作正常。 6、数据采集卡及处理软件使用方法另附说明。 四、仪器维护及故障排除 1、维护 ⑴ 防止硬物撞击、划伤实验台面;防止传感器及实验模板跌落地面。 ⑵ 实验完毕要将传感器、配件、实验模板及连线全部整理好。 2、故障排除 ⑴ 开机后数显表都无显示,应查AC 220V电源有否接通;主机箱侧面AC 220V 插座中的保险丝是否烧断。如都正常,则更换主机箱中主机电源。 ⑵ 转动源不工作,则手动输入+12V电压,如不工作,更换转动源;如工作正常,应查调节仪设置是否准确;控制输出Vo有无电压,如无电压,更换主机箱中的转速控制板。 ⑶ 振动源不工作,检查主机箱面板上的低频振荡器有无输出,如无输出,更换信号板;如有输出,更换振动源的振荡线圈。 ⑷ 温度源不工作,检查温度源电源开关有否打开;温度源的保险丝是否烧断;调节仪设置是否准确。如都正常,则更换温度源。 五、注意事项 1. 在实验前务必详细阅读实验指南。 2. 严禁用酒精、有机溶剂或其它具有腐蚀性溶液擦洗主机箱的面板和实验模板 面板。 3. 请勿将主机箱的电源、信号源输出端与地(⊥)短接,因短接时间长易造成电路故障。 4. 请勿将主机箱的±电源引入实验模板时接错。 5. 在更换接线时,应断开电源,只有在确保接线无误后方可接通电源。 6. 实验完毕后,请将传感器及实验模板放回原处。 7. 如果实验台长期未通电使用,在实验前先通电十分钟预热,再检查按一次漏电保护按钮是否有效。 8. 实验接线时,要握住手柄插拔实验线,不能拉扯实验线。 91 预习实验(一) 移相器相敏检波器的使用 一﹑实验目的: 1、掌握移相器相敏检波器电路原理,及输入输出接口。 2、掌握移相器相敏检波器的使用方法。 二、实验设备: ZCY—I型综合传感器实验仪 双线示波器 三、实验内容: 1、 移相器实验: 图1-0-2 移相器 实验步骤: (1) 音频振荡器的信号引入移相器的输入端(音频信号从0° 、180° )插口输出均可)。 (2)将示波器的两根输入线分别接到移相器的输入端输出端,调整示波器,观察示波器的波形。 (3)旋动移相器上的电位器,观察两个波形间相位的变化。 (4)改变音频振荡器的频率,观察不同的频率时的最大相移范围。 * 总结移相器的调整方法。 2、 相敏检波器实验: 图1-0-3 相敏检波器 实验步骤 A、(1)把音频振荡器的输出电压(0° 、180° 均可)接至相敏检波器的输入端。 (2)将直流稳压电源打到 ±2V档,把输出电压(正或负均可)接到相敏检波器参考输入端 ① 。 (3)把示波器的两根输入线分别接到相敏检波器的输入端和输出端,观察输入和输出波形的相位关系和幅值关系。 (4)改变参考电压的极性,观察输入输出波形的相位和幅值的关系。 由此可得出结论,当参考电压为正时,输入与输出( )相,当参考电压为负时,输入与输出(ˍˍˍ )相,此时电路的放大倍数为(ˍˍˍ )倍。 B、(1)从音频振荡器的0° 输出插口输出信号至移相器的输入端,移相器的输出与相敏检波器参考输出端⑤ 之间连接起来,相敏检波器的信号输入端也与音频振荡器的0° 输出插口连接起来。 (2)将示波器的两根输入线分别连接到参考输入端和附加观察插口和② ,③ 观察示波器上的两个波形。由此得出:相敏检波器中的整形电路的作用是将输入的(ˍˍˍˍ ) 波转变成(ˍˍˍ) 波,使相敏检波器中的电子开关能正常工作。 图1-0-4 实验C的接线图 C、(1)将相敏检波器的输出端与低通滤波器的输入端连接起来,低通滤波器的输出端接电压表的输入端(±20V)。 (2)将原接于参考输入的那根示波器的输入线接至相敏检波器的输出端,见实验图1-0-4。 (3)适当调整音频振荡器的幅度旋钮,调节移相器械旋钮,仔细观察示波器的波形和电压表的指针偏转,然后将相敏检波器的输入端接通到音频振荡器180° 输出插口,观察示波器的波形和电压表数字变化。 由此可看出:当相敏检波器的输入与开关信号(ˍˍˍ )相时,输出为正极性的(ˍˍˍ)波形,电压表指示为(ˍˍˍ )极性方向的最大值,反之则输出为(ˍˍˍ)极性的(ˍˍ )波形,指示为(ˍˍˍ )极性方向的最(ˍˍˍ )值。 D、(1)调整移相器,使输出最大,利用示波器和电压表测出相敏检波器的输入电压峰—峰值与直流电压的关系。 输入Vip-p(V) 0.5V 1V 2V 4V 8V 16V 20V 输出Vه(V) (2)使输入信号与参考信号的相位改变180,测出上述关系: 输入Vip-p(V) 0.5V 1V 2V 4V 8V 16V 20V 输出Vه(V) (3)改变低频振荡器作为输入波形,观察结果。问:当输入直流信号给相敏检波器,输出波形如何?其平均值为多少? E、总结相敏检波器的使用方法。 预习实验(二) 温度源的温度控制调节实验 一、实验目的: 了解温度控制的基本原理及熟悉温度源的温度调节过程。 二、基本原理: 当温度源的温度发生变化时温度源中的Pt100热电阻(温度传感器)的阻值发生变化,将电阻变化量作为温度的反馈信号输给智能调节仪,经智能调节仪的电阻——电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却),使温度源的温度趋近温度设定值。温度控制原理框图如图2-0-1所示。 三、需用器件与单元: 主机箱、温度源、Pt100温度传感器。 图2-0-1温度控制原理框图 四、实验步骤: 温度源简介:温度源是一个小铁箱子,内部装有加热器和冷却风扇;加热器上有二个测温孔,加热器的电源引线与外壳插座(外壳背面装有保险丝座和加热电源插座)相连;冷却风扇电源为+24v DC,它的电源引线与外壳正面实验插孔相连。温度源外壳正面装有电源开关、指示灯和冷却风扇电源+24v DC插孔;顶面有二个温度传感器的引入孔,它们与内部加热器的测温孔相对,其中一个为控制加热器加热的传感器Pt100的插孔,另一个是温度实验传感器的插孔;背面有保险丝座和加热器电源插座。使用时将电源开关打开(O为关,-为开)。从安全性、经济性即具有高的性价比考虑且不影响学生掌握原理的前提下温度源设计温度≤200℃。 1、调节仪的简介及调节仪的面板按键说明参阅附言。 2、设置调节仪温度控制参数:合上主机箱上的电源开关;再合上主机箱上的调节仪电源开关,仪表上电后,仪表的上显示窗口(PV)显示随机数;下显示窗口(SV)显示控制给定值或交替闪烁显示控制给定值和“orAL”。按SET键并保持约3秒钟,即进入参数设置状态。在参数设置状态下按SET键,仪表将依次显示各参数,例如上限报警值HIAL、参数锁Loc等等,对于配置好并锁上参数锁的仪表,用▼、▲、◄(A/M)等键可修改参数值。按◄(A/M)键并保持不放,可返回显示上一参数。先按◄(A/M)键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。如果没有按键操作,约30秒钟后会自动退出设置参数状态。如果参数被锁上,则只能显示被EP参数定义的参数(可由用户定义的,工作现场经常需要使用的参数及程序),而无法看到其它的参数。不过,至少能看到Loc参数显示出来。 具体设置温度控制参数方法步骤如下: (1)、按SET键并保持约3秒钟,仪表进入参数设置状态;PV窗显示HIAL(上限),用▼、▲、◄键可修改参数值,使SV窗显示实验温度(>室温),如50。 (2)、再按SET键,PV窗显示LoAL(下限) ,用▼、▲、◄键可修改参数值,使SV窗显示(1)所设置的温度值50。 (3)、再按SET键,PV窗显示dHAL(正偏差报警) ,长按▲键,使SV窗显示9999(消除报警功能)后 释放▲键。 (4)、再按SET键,PV窗显示dLAL(负偏差报警) ,长按▲键,使SV窗显示9999(消除报警功能)后 释放▲键。 (5)、再按SET键,PV窗显示dF(回差、死区、滞环) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示0.1。 (6)、再按SET键,PV窗显示CtrL(控制方式) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示1。 (7)、再按SET键,PV窗显示M50(保持参数) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示300。 (8)、再按SET键,PV窗显示P(速率参数) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示350。 (9)、再按SET键,PV窗显示t(滞后时间) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示153。 (10)、再按SET键,PV窗显示Ct1(输出周期) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示1。 (11)、再按SET键,PV窗显示Sn(输入规格) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示21。 (12)、再按SET键,PV窗显示dIP(小数点位置) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示1。 (13)、再按SET键,PV窗显示dIL ,不按键,SV窗显示默认值。 (14)、再按SET键,PV窗显示dIH,不按键,SV窗显示默认值。 (15)、再按SET键,PV窗显示CJC(热电偶冷端补偿温度) ,不按键,SV窗显示默认冷端补偿温度值。 (16)、再按SET键,PV窗显示SC(主输入平移修正) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示00。 (17)、再按SET键,PV窗显示oP1(输出方式) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示2。 (18)、再按SET键,PV窗显示oPL(输出下限) ,长按▼键,使SV窗显示0后释放▼键。 (19)、再按SET键,PV窗显示oPH(输出上限) ,长按▲键,使SV窗显示100释放▲键(用▼、▲、◄键修改参数值为100)。 (20)、再按SET键,PV窗显示CF(系统功能选择) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示2。 (21)、再按SET键,PV窗显示bAud(通讯波特率/报警定义) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示17。 (22)、再按SET键,PV窗显示Addr(通讯地址/打印时间) ,不按键,SV窗显示默认值。 (23)、再按SET键,PV窗显示dL(输入数字滤波) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示1。 (24)、再按SET键,PV窗显示run(运行状态及上电信号处理) ,用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示2。 (25)、再按SET键,PV窗显示Loc(参数修改级别) ,不按键,SV窗显示默认值808。如果,SV窗不显示808,则用▼、▲、◄键修改参数值,使SV窗显示808。 (26)、再按SET键,PV窗显示EP1(现场参数定义) ,不按键,SV窗显示默认值。 (27)—(33)、与(26)相同,重复按SET键七次。到此,调节仪的控制参数设置完成。 3、关闭主机箱总电源开关,按图27—2示意接线;将主机箱上的转速调节旋钮(2—24V)顺时针转到底(24V),将温度源电源开关打开(O为关,-为开)。 4、检查接线无误后,合上主机箱总电源和调节仪电源,将调节仪的控制方式(控制对象)开关按到内(温度)位置; 5、用▼、▲、◄键修改温度设定值,使SV窗显示50.0。调节仪经过几次振荡调节(要等待较长时间),温度源会自动动态平衡在50.0℃(调节仪的PV显示窗在50.0左右波动)。 6、按SET键并保持约3秒钟,仪表进入参数设置状态;PV窗显示HIAL(上限),用▼、▲、◄键修改实验温度值,使SV窗显示实验温度60(在原有的实验温度值增加10℃)。 7、再按SET键,PV窗显示LoAL(下限) ,用▼、▲、◄键修改实验温度值,使SV窗显示(6)所设置的温度值60。 8、先按◄(A/M)键不放接着再按SET键退出设置参数状态(或不按任何键,等待约30秒钟后会自动退出设置参数状态);再用▼、▲、◄键修改实验温度设定值,使SV窗显示实验温度60.0(在原有的实验增加10℃)。调节仪进入正常显示自动调节控制状态,最终温度源会在设定温度值上达到动态平衡。 9、以后(温度在大于等于室温10℃,小于等于160℃范围内),每次改变温度实验值都必须重复6、7、8实验步骤进行实验。 图2-0-2 温度源的温度控制实验接线示意图 10、调节仪控制参数的自整定(AT)实验:设置某个实验温度值后(重复6、7、8步骤设置温度值),在仪表正常显示状态下,按◄(A/M)键并保持约2秒钟,仪表AT指示灯点亮(前提CtrL=1,否则无法从面板启动执行自整定功能),表明仪表已进入自整定状态(自整定时,仪表执行位式调节,约3次振荡后,仪表内部微处理器根据位式控制产生的振荡,分析其周期、幅度及波型来自动计算出M50、P、t等控制参数)。等待自整定结束(等待较长时间,AT指示灯熄灭)并温度源温度已达到平衡时,按SET键并保持约3秒钟,仪表进入参数设置状态;按SET键查阅控制参数M50、P、t的值(温度实验时设置控制参数即M50、P、t值的依据)与以前设置的经验控制参数值M50、P、t有否大的变化。实验结束,关闭所有电源。 五、思考题: 按SET键并保持约3秒钟,即进入参数设置状态,只大范围改变控制参数M50或P或t 的其中之一设 置值(注:其它任何参数的设置值不要改动),进行温度控制调节,观察PV窗测量值的变化过程,看能否达到控制平衡及控制误差大小。这说明了什么问题? 六、 附言 附:调节仪简介: 主机箱中所装的调节仪为人工智能工业调节仪,它具有测量显示和模糊逻辑数字PID调节及参数自整定功能的先进控制算法。可以万能输入(通过设置输入规格可变为热电阻、热电偶、线性电压、线性电流等),输出有可控硅触发信号输出和线性电流输出(可设置为0—10mA或4—20mA线性电流)。其实它是一只万能通用调节仪。 (一)调节仪面板说明:面板上有PV测量显示窗、SV给定显示窗、4个指示灯窗和4个按键组成。如图—1所示。 图—1调节仪面板图 面板中1、PV——测量值显示窗   2、SV——给定值显示窗   3、AT——自整定灯   4、ALM1——AL1动作时点亮对应的灯   5、ALM2——手动指示灯(兼程序运行指示灯)   6、OUT——调节控制输出指示灯   7、SET——功能键   8、◄——数据移位(兼手动/自动切换及参数设置进入)   9、▼——数据减少键(兼程序运行/暂停操作)   10、▲——数据增加键(兼程序复位操作) 仪表上电后,上显示窗口显示测量值(PV),下显示窗口显示给定值(SV)。在基本状态下,SV窗口能用交替显示的字符来表示系统某些状态,如下: 1、输入的测量信号超出量程(因传感器规格设置错误、输入断线或短路均可能引起)时,则闪动显示:“orAL”。此时仪表将自动停止控制,并将输出固定在参数oPL定义的值上。 2、有报警发生时,可分别显示“HIAL”、“LoAL”、“dHAL”或“dLAL”,分别表示发生了上限报警、下限报警、正偏差报警和负偏差报警。报警闪动的功能是可以关闭的(参看bAud参数的设置),将报警作为控制时,可关闭报警字符闪动功能以避免过多的闪动。 仪表面板上的4个LED指示灯,其含义分别如下: OUT输出指示灯:输出指示灯在线性电流输出时通过亮/暗变化反映输出电流的大小,在时间比例方式输出(继电器、固态继电器及可控硅过零触发输出)时,通过闪动时间比例反映输出大小。 ALM1指示灯:当AL1事件动作时点亮对应的灯。 ALM2指示灯:当手动指示灯。 AT灯:自整定开启时点亮对应的灯。 (二)基本使用操作 显示切换:按SET键可以切换不同的显示状态。修改数据:如果参数锁没有锁上,仪表下显示(SV) 窗显示的数值数据均可通过按◄(A/M)、▼或▲键来修改。例如:需要设置给定值时,可将仪表切换到正常显示状态,即可通过按◄(A/M)、▼或▲键来修改给定值。仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。按▼键减小数据,按▲键增加数据,按◄可修改数值位的小数点同时闪动(如同光标)。按住按键并保持不放,可以快速地增加/减少数值,并且速度会随小数点会右移自动加快(3级速度)。而按◄(A/M)键则可直接移动修改数据的位置(光标),操作快捷。 2、手动/自动切换:按◄(A/M)键,可以使仪表在自动及手动两种状态下进行无扰动切换。手动时下排显示器第一字显示“M”,仪表处于手动状态下,直接按▲键或▼键可增加及减少手动输出值。自动时按SET键可直接查看自动输出值(下排显示器第一字显示“A”)。通过对run参数设置(详见后文),也可使仪表不允许由面板按键操作来切换至手动状态,以防止误入手动状态。 3、设置参数:按SET键并保持约3秒钟,即进入参数设置状态。在参数设置状态下按SET键,仪表将依次显示各参数,例如上限报警值HIAL、参数锁Loc等等,对于配置好并锁上参数锁的仪表,只出现操作工需要用到的参数(现场参数)。用▼、▲、◄(A/M)等键可修改参数值。按◄(A/M)键并保持不放,可返回显示上一参数。先按◄(A/M)键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。如果没有按键操作,约30秒钟后会自动退出设置参数状态。如果参数被锁上(后文介绍),则只能显示被EP参数定义的现场参数(可由用户定义的,工作现场经常需要使用的参数及程序),而无法看到其它的参数。不过,至少能看到Loc参数显示出来。 (三)自整定(AT)操作 仪表初次使用时,可启动自整定功能来协助确定M50、P、t等控制参数。初次启动自整定时,可将仪表切换到正常显示状态下,按◄(A/M)键并保持约2钞钟,此时仪表AT指示灯点 亮,表明仪表已进入自整定状态。自整定时,仪表执行位式调节,约2-3次振荡后,仪表根据位式控制产生的振荡,分析其周期、幅度及波型来自动计算出M50、P、t等控制参数。如果在自整定过程中要提前放弃自整定,可再按◄(A/M)键并保持约2钞钟,使仪表AT指示灯熄灭即可。视不同系统,自整定需要的时间可从数秒至数小时不等。仪表在自整定成功结束后,会将参数CtrL设置为3(出厂时为1)或4,这样今后无法从面板再按◄(A/M)键启动自整定,可以避免人为的误操作再次启动自整定。已启动过一次自整定功能的仪表如果今后还要启动自整定时,可以用将参数CtrL设置为2的方法进行启动(参见后文“参数功能”说明)。 系统在不同给定值下整定得出的参数值不完全相同,执行自整定功能前,应先将给定值设置在最常用值或是中间值上,如果系统是保温性能好的电炉,给定值应设置在系统使用的最大值上,再执行启动自整定的操作功能。参数Ct1(控制周期)及dF(回差)的设置,对自整定过程也有影响,一般来说,这2个参数的设定值越小,理论上自整定参数准确度越高。但dF值如果过小,则仪表可能因输入波动而在给定值附近引起位式调节的误动作,这样反而可能整定出彻底错误的参数。推荐Ct1=0-2,dF=0.3。 手动自整定:由于自整定执行时采用位式调节,其输出将定位在由参数oPL及oPH定义的位置。在一些输出不允许大幅度变化的场合,如某些执行器采用调节阀的场合,常规的自整定并不适宜。对此仪表具有手动自整定模式。方法是先用手动方式进行调节,等手动调节基本稳定后,再在手动状态下启动自整定,这样仪表的输出值将限制在当前手动值+10%及-10%的范围而不是oPL及oPH定义的范围,从而避免了生产现场不允许的阀门大幅度变化现象。此外,当被控物理量响应快速时,手动自整定方式能获得更准确的自整定结果。 (四)参数功能说明 仪表通过参数来定义仪表的输入、输出、报警及控制方式(以温度为例)。以下为参数功能表: 参数代号 参数含义 说 明 设置范围 HIAL 上限报警 测量值大于HIAL+dF值时仪表将产生上限报警。测量值小于HIAL-dF值时,仪表将解除上限报警。设置HIAL到其最大值(9999)可避免产生报警作用。 -1999- +9999℃或1定义单位 LoAL 下限报警 当测量值小于LoAL-dF时产生下限报警,当测量值大于LoAL+dF时下限报警解除。设置LoAL到最小值(-1999)可避免产生报警作用。 同上 dHAL 正偏差报警 采用人工智能调节时,当偏差(测量值PV减给定值SV)大于dHAL+dF时产生正偏差报警。当偏差小于dHAL-dF时正偏差报警解除。设置dHAL=9999(温度实为999.9℃)时,正偏差报警功能被取消。 采用位式调节时,则dHAL和dLAL分别作为第二个上限和下限绝对值报警。 0-999.9℃或 0-9999℃ 1定义单位 dLAL 负偏差报警 采用人工智能调节时,当负偏差(给定值SV减测量值PV)大于dHAL+dF时产生负偏差报警,当负偏差小于dLAL- dF时负偏差报警解除。设置dLAL=9999(温度实为999.9℃)时,负偏差报警功能取消。 同上 dF 回差(死区、滞环) 回差用于避免因测量输入值波动而导致位式调节频繁通断或报警频繁产生/解除。 例如:dF参数对上限报警控制的影响如下,假定上限报警参数HIAL为800℃,dF参数为2.0℃: (1)仪表在正常状态,当测量温度值大于802℃时(HIAL+ dF)时,才进入上限报警状态. (2)仪表在上限报警状态时,则当测量温度值小于798℃(HIAL-dF)时,仪表才解除报警状态。 又如:仪表在采用位式调节或自整定时,假定给定值SV为700℃,dF参数设置为0.5℃,以反作用调节(加热控制为例)。 (1)输出在接通状态时当测量温度值大于700.5℃时(SV+ dF)关断。 (2)输出在关断状态时,则当测量温度小于699.5℃(SV-dF)时,才重新接通进行加热。 对采用位式调节而言,dF值越大,通断周期越长,控制精度越低。反之,dF值越小,通断周期越短,控制精度越高,但容易因输入波动而产生误动作,使继电器或接触器等机械开关寿命降低。 dF参数对人工智能调节没有影响。但自整定参数时,由于也是位式调节,所以dF会影响自整定结果,一般dF值越小,自整定精度越高,但应避免测量值因受干扰跳动造成误动作。如果测量值数字跳动过大,应先加大数字滤波参数dL值,使得测量值跳动小于2-5个数字,然后可将dF设置为等于测量值的瞬间跳动值为佳。 0-200.0℃ 或 0-2000℃ 1定义单位 CtrL 控制方式 CtrL=0,采用位式调节(ON-OFF),只适合要求不高的场合进行控制时采用。 CtrL=1,采用人工智能调节/PID调节,该设置下,允许从面板启动执行自整定功能。 CtrL=2,启动自整定参数功能,自整定结束后会自动设置为3或4。 CtrL=3,采用人工智能调节,自整定结束后,仪表自动进入该设置,该设置下不允许从面板启动自整定参数功能。以防止误操作重复启动自整定。 0-3 M50 保持参数 M50、P、t、Ct1等参数为人工智能调节算法的控制参数,对位式调节方式(CtrL=0时),这些参数不起作用。由于在工业控制中温度的控制难度较大,应用也最广泛,故以温度为例介绍参数定义。 M50定义为输出值变化为50%时,控制对象基本稳定后测量值的差值。同一系统的M50参数一般会随测量值有所变化,应取工作点附近为准。 例如某电炉温度控制,工作点为700℃,为找出最佳M50值,假定输出保持为50%时,电炉温度最后稳定在700℃左右,而55%输出时,电炉温度最后稳定在750℃左右。则最佳参数值可按以下公式计算: M50=750-700=50.0(℃) M50参数值主要决定调节算法中积分作用,和PID调节的积分时间类同。M50值越小,系统积分作用越强。M50值越大,积分作用越弱(积分时间增加)。 设置M50=0时,系统取消积分作用及人工智能调节功能,调节部分成为一个比例微分(PD)调节器,这时仪表可在串级调节中作为副调节器使用。 0-999.9 或0-9999 1定义单位 P 速率参数 P与每秒内仪表输出变化100%时测量值对应变化的大小成反比,当CtrL=1或3时,其数值定义如下: P=1000÷每秒测量值升高值(测量值单位是0.1℃或1个定义单位) 如仪表以100%功率加热并假定没有散热时,电炉每秒1℃,则: P=1000÷10=100 P值类似PID调节器的比例带,但变化相反,P值越大,比例、微分作用成正比增强,而P值越小,比例、微分作用相应减弱。P参数与积分作用无关。设置P=0相当于P=0.5。 1-9999 t 滞后时间 对于工业控制而言,被控系统的滞后效应是影响控制效果的主要因素,系统滞后时间越大,要获得理想的控制效果就越困难,滞后时间参数t是人工智能算法相对标准PID算法而引进的新的重要参数,仪表能根据t参数来进行一些模糊规则运算,以便能较完善地解决超调现象及振荡现象,同时使控制响应速度最佳。 t定义为假定没有散热,电炉以某功率开始升温,当其升温速率达到最大值63.5%时所需的时间.仪表中t参数值单位是秒。 t参数对控制的比例、积分、微分均起影响作用,t越小,则比例和积分作用均成正比增强,而微分作用相对减小,但整体反馈作用增强;反之,t越大,则比例和积分作用均减弱,而微分作用相对增强。此外t还影响超调抑制功能的发挥,其设置对控制效果影响很大。 如果设置t≤ct1时,系统的微分作用被取消。 0-2000秒 Ct1 输出周期 Ct1参数值可在0.5-125秒(0表示0.5秒)之间设置,它反映仪表运算调节的快慢。Ct1值越大,比例作用增强,微分作用减弱。Ct1值越小,则比例作用减弱,微分作用增强。Ct1值大于或等于5秒时,则微分作用被完全取消,系统成为比例或比例积分调节。Ct1小于滞后时间的1/5时,其变化对控制影响较小,例如系统滞后时间t为100秒,则Ct1设置为0.5或10秒的控制效果基本相同。 Ct1 确定的原则如下: (1)用时间比例方式输出时,如果采用SSR(固态继电器)或可 控硅作输出执行器件,控制周期可取短一些(一般为0.5-2秒),可提高控制精度。 (2)用继电器开关输出时,短的控制周期会相应缩短机械开关的 寿命,此时一般设置Ct1要大于或等于4秒,设置越大继电器在寿命越长,但太大将使控制精度降低,应根据需要选择一个能二者兼顾的值。 (3)当仪表输出为线性电流或位置比例输出(直接控制阀门电机正、反转)时,Ct1值小可使调节器输出响应较快,提高控制精度,但由此可能导致输出电流变化频繁。 0-125秒 Sn 输入规格 Sn用于选择输入规格,其数值对应的输入规格如下: 0-37 注:Sn =10时,采用外部分度号扩展. Sn 输入规格 Sn 输入规格 0 K 1 S 2 WRe 3 T 4 E 5 J 6 B 7 N 8-9 特殊热电偶备用 10 用户指定的扩充输入规格 11-19 特殊热电偶备用 20 CU50 21 Pt100 22-25 特殊热电阻备用 26 0-80欧电阻输入 27 0-400欧电阻输入 28 0-20mV电压输入 29 0-100mV电压输入 30 0-60mV电压输入 31 0-1V(0-500mV) 32 0.2-1V电压输入 33 1-5V电压输入或 4-20mA电流输入 34 0-5V电压输入 35 -20-+20mV(0-10V) 36 -100-+100mV或2-20V电压输入) 37 -5V-+5V(0-50V) dIP 小数点位置 线性输入时:定义小数点位置,以配合用户习惯的显示数值。 dIP=0,显示格式为0000,不显示小数点。 dIP=1,显示格式为000.0,小数点在十位. dIP=2,显示格式为00.00,小数点在百位. dIP=3,显示格式为0.000,小数点在千位. 采用热电偶或热电阻输入时:此时dIP 选择温度显示的分辨率 dIP=0,温度显示分辨率为1℃(内部维持0.1℃分辨率用于控制运算). dIP=1,温度显示分辨率为0.1℃(1000℃以上自动转为1℃分辨率). 改变小数点位置参数的设置只影响显示,对测量精度及控制精度均不产生影响. 0-3 dIL 输入下限显示值 用于定义线性输入信号下限刻度值,对外给定、变送输出显示。 例如在采用压力变送器将压力(也可是温度、流量、湿度等其他物理量)变换为标准的1-5V信号输入(4-20mA信号也可外接250欧电阻予以变换)中。对于1V信号压力为0,5V信号压力为1mPa,希望仪表显示分辨率为0.001mPa.则参数设置如下: Sn=33(选择1-5V线性电压输入) dIP=3(小数点位置设置,采用0.000格式) dIL=0.000(确定输入下限1V时压力显示值) dIH=1.000(确定输入上限5V时压力显示值) -1999~+9999℃或1定义单位 dIH 输入上限显示值 用于定义线性输入信号上限刻度值,与dIL配合使用. 同上 CJC 热电偶冷端补偿温度 CJC参数显示所测量到的环境温度值,由于仪表本身发热原因(仪表接线端子温度往往同步升高),该数值不一定等于室温。 Sc 主输入平移修正 Sc参数用于对输入进行平移修正.以补偿传感器信号本身的误差,对于热电偶信号而言,当仪表冷端自动补偿存在误差时,也可利用Sc参数进行修正。例如:假定输入信号保持不变,Sc设置为0.0℃时,仪表测定温度为500.0 ℃,则当仪表Sc设置为10.0时,则仪表显示测定温度为510.0℃。 仪表出厂时都进行内部校正,所以Sc参数出厂时数值均为0.该参数仅当用户认为测量需要重新校正时才进行调整。 -1999~ +4000 0.1℃或1定义单位 oP1 输出方式 oP1表示主输出信号的方式,主输出上安装的模块类型应该相一致. oP1=0,主输出为时间比例输出方式(用人工智能调节)或位式方式(用位式调节),当主模块上安装SSR电压输出应用此方式。 oP1=1,任意规格线性电流连续输出,主输出模块上安装线性电流输出模块。 oP1=2, 继电器触点开关(常开常闭)输出,时间比例输出方式。 oP1=3,采用阀位限制模式进行输出控制。 oP1=4,4—20mA线性电流连续输出,主输出模块上安装线性电流输出模块。 0-2 oPL 输出下限 通常作为限制调节输出最小值。 0-110% oPH 输出上限 限制调节输出最大值。 0-110% CF 系统功能选择 CF参数用于选择部分系统功能: CF=A×1+B×2+C×4+D×8 A=0,为反作用调节方式,输入增大时,输出趋向减小如加热控制; A=1,为正作用调节方式,输入增大时,输出趋向增大如致冷控制。 B=0,仪表报警无上电/给定值修改免除报警功能; B=1,仪表有上电/给定值修改免除报警功能(详细说明见后文叙述)。 C=0,仪表串行接口按通讯方式工作; C=1,仪表串行接口按打印方式工作。 D=0,不允许外部给定; D=1,允许外部给定。 例子:要求仪表为反作用调节,有上电免除报警功能,仪表辅助功能模块为通讯接口,不允许外部给定,则可得:A=0, B=1,C=0,D=0,CF参数值应设置如下: CF=0×1+1×2+0×4+0×8=2 0-7 bAud 通讯波特率/ 报警定义 当仪表具有通讯接口时,bAud 参数定义通讯波特率,可定义范围是3
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