CN101908287A - 积分变量过程动态演示实验装置 - Google Patents

积分变量过程动态演示实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101908287A
CN101908287A CN 201010234851 CN201010234851A CN101908287A CN 101908287 A CN101908287 A CN 101908287A CN 201010234851 CN201010234851 CN 201010234851 CN 201010234851 A CN201010234851 A CN 201010234851A CN 101908287 A CN101908287 A CN 101908287A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inlet pipeline
valve
outlet pipeline
flow
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010234851
Other languages
English (en)
Other versions
CN101908287B (zh
Inventor
丁宝苍
罗小锁
魏善碧
陈刚
罗霄
赵猛
唐晓铭
何美霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN2010102348514A priority Critical patent/CN101908287B/zh
Publication of CN101908287A publication Critical patent/CN101908287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101908287B publication Critical patent/CN101908287B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种积分变量过程动态演示实验装置，由不锈钢储水箱6、圆筒有机玻璃水箱2、单相增压泵8、进水管路涡轮流量计10、出水管路涡轮流量计5、进水管路流量PID控制器11、出水管路流量PID控制器4、压力表9、进水管路电动调节阀12、出水管路电动调节阀3、以及A阀1、B阀7、C阀13组成，当流量发生变化时，通过涡轮流量计检测到相应的信号传给流量PID控制器，流量PID控制器控制电动调节阀开度，从而控制进水管路和出水管路的流量保持不变；当进水管路流量不等于出水管路流量时，圆筒有机玻璃水箱2中液位将持续升高或者下降，即显示出标准积分变量过程的动态特征。本发明可以很好的演示积分变量过程，简单易操作，实用性好。

Description

积分变量过程动态演示实验装置
技术领域
本发明属于教学实验装置，特别涉及一种能够演示积分变量过程动态特性的实验装置。
背景技术
积分变量过程是在现实工业中广泛存在的，以锅炉汽包为例，该系统的主要输出变量——液位，就是一个积分变量，即过程输出是输入的积分。对于一个单输入单输出积分变量过程，在开环情况下，如果在某一时刻这一输入相对于稳态不为0，输出就将持续上升或下降。对于一个多输入单输出积分变量过程，在开环情况下，如果在某一时刻多个输入的综合作用相对于稳态不为0，则该输出将持续上升或下降。对于多输入多输出积分变量过程，其动态特性可参照多输入单输出变量过程。
目前用于过程控制实验的装置非常多，其工艺设备能模拟工业生产过程的四大热工参数对象，即流量对象、温度对象、压力对象、液位对象。可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。基本可以满足传感和检测技术、自动化仪表、系统辨识、控制理论、计算机控制、过程控制等课程开展教学实验与自主设计性综合实验研究。但是，这些实验装置都不能演示积分变量过程动态特性。
发明内容
本发明的目的就是设计一种积分变量过程动态演示实验装置，在教学中使学生对工业过程控制中的积分变量过程有更清楚的了解。
本发明所涉及的积分变量过程动态演示实验装置，由不锈钢储水箱6、圆筒有机玻璃水箱2、单相增压泵8、进水管路涡轮流量计10、出水管路涡轮流量计5、进水管路流量PID控制器11、出水管路流量PID控制器4、压力表9、进水管路电动调节阀12、出水管路电动调节阀3、以及A阀1、B阀7、C阀13组成，在圆筒有机玻璃水箱2出水管路上安装有出水管路电动调节阀3和出水管路涡轮流量计5，且配备一个出水管路流量PID控制器4与出水管路电动调节阀3和出水管路涡轮流量计5形成回路，然后出水管路的水流入不锈钢储水箱6，不锈钢储水箱6流出的水经过B阀7之后通过单相增压泵8抽入进水管路，水压通过压力表9检测，然后进入进水管路涡轮流量计10和进水管路电动调节阀12，进水管路流量PID控制器11与进水管路涡轮流量计10和进水管路电动调节阀12形成回路，进水管路的水经过C阀13、A阀1进入圆筒有机玻璃水箱2。
当流量发生变化时，通过涡轮流量计检测到相应的信号传给流量PID控制器，流量PID控制器控制电动调节阀的开度，从而控制进水管路和出水管路的流量保持不变；当进水管路流量不等于出水管路流量时，圆筒有机玻璃水箱2中液位将持续升高或者下降，即显示出标准积分变量过程的动态特征。
本发明可以很好的演示过程控制中的积分变量过程，而且简单易操作，实用性好。
附图说明
图1为本发明的积分变量过程动态演示实验装置结构示意图。
其中：1、A阀；2、圆筒有机玻璃水箱；3、出水管路电动调节阀；4、出水管路流量PID控制器；5、出水管路涡轮流量计；6、不锈钢储水箱；7、B阀；8、单相增压泵；9、压力表；10、进水管路涡轮流量计；11、进水管路流量PID控制器；12、进水管路电动调节阀；13、C阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的积分变量过程动态演示实验装置进一步说明如下：
图2为本发明的积分变量过程动态演示实验装置结构示意图。本发明的积分变量过程动态演示实验装置其积分变量过程是通过圆筒有机玻璃水箱2中的液位变化来演示的：将实验装置的初始状态设置为进水管路的流量与出水管路的流量相等；当圆筒有机玻璃水箱2中液位保持稳定后，则改变进水管路或出水管路的流量设定值，此时液位将持续升高或下降。此项任务是由两套控制装置实现的，即在圆筒有机玻璃水箱2的进水、出水管路上各安装一只涡轮流量计和电动调节阀，并配备一个流量PID控制器组成一个闭环流量控制。而控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系，合适的控制参数，可以带来满意的控制效果，反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。
一般来说，用比例(P)控制器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分(PI)控制器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分(PID)控制器是在PI控制器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)，因此我们可以选择PI或PID控制器。
水流经进水管路中的进水管路涡轮流量计10和进水管路电动调节阀12，而后进入圆筒有机玻璃水箱2，当进水管路流量增大时，通过流量计检测到相应的信号传给进水管路流量PID控制器11，进水管路流量PID控制器11采取相应的措施，控制进水管路电动调节阀12的开度相应的减小。而当流量减小时，进水管路流量PID控制器11又控制进水管路电动调节阀12的开度增大，从而使进水管路的流量保持恒定。同样在出水管路，随着圆筒有机玻璃水箱2中液位的变化，其静压力也不断变化，导致从底部流出的水的流速不断增高或者降低、流量相应增大或减小，因此，为了保持一个恒定的流量，我们在出水端也安装了一套跟进水端相同的控制流量的装置，用以保持圆筒有机玻璃水箱2出水的流量恒定不变。通过改变进水管路与出水管路的流量总和可以使水箱中的水位实现持续升高或下降，这样，即可实现积分变量过程动态演示。

Claims (1)

1.一种积分变量过程动态演示实验装置，由不锈钢储水箱(6)、圆筒有机玻璃水箱(2)、单相增压泵(8)、进水管路涡轮流量计(10)、出水管路涡轮流量计(5)、进水管路流量PID控制器(11)、出水管路流量PID控制器(4)、压力表(9)、进水管路电动调节阀(12)、出水管路电动调节阀(3)、以及A阀(1)、B阀(7)、C阀(13)组成，其特征是：在圆筒有机玻璃水箱(2)出水管路上安装有出水管路电动调节阀(3)和出水管路涡轮流量计(5)，且配备一个出水管路流量PID控制器(4)与出水管路电动调节阀(3)和出水管路涡轮流量计(5)形成回路，然后出水管路的水流入不锈钢储水箱(6)，不锈钢储水箱(6)流出的水经过B阀(7)之后通过单相增压泵(8)抽入进水管路，水压通过压力表(9)检测，然后进入进水管路涡轮流量计(10)和进水管路电动调节阀(12)，进水管路流量PID控制器(11)与进水管路涡轮流量计(10)和进水管路电动调节阀(12)形成回路，进水管路的水经过C阀(13)、A阀(1)进入圆筒有机玻璃水箱(2)。
CN2010102348514A 2010-07-23 2010-07-23 积分变量过程动态演示实验装置 Expired - Fee Related CN101908287B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102348514A CN101908287B (zh) 2010-07-23 2010-07-23 积分变量过程动态演示实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102348514A CN101908287B (zh) 2010-07-23 2010-07-23 积分变量过程动态演示实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101908287A true CN101908287A (zh) 2010-12-08
CN101908287B CN101908287B (zh) 2011-11-23

Family

ID=43263736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102348514A Expired - Fee Related CN101908287B (zh) 2010-07-23 2010-07-23 积分变量过程动态演示实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101908287B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102789731A (zh) * 2012-07-05 2012-11-21 浙江大学 一种化工换热流程过程控制实验装置
CN103942996A (zh) * 2013-01-23 2014-07-23 嵇明军 一种应用控制单元进行控制的pid调节仿真教学装置
CN104680898A (zh) * 2013-11-28 2015-06-03 南京化工职业技术学院 便携式多特性工业对象仿真装置及切换方法
CN105023479A (zh) * 2015-07-15 2015-11-04 浙江大学 一种混杂过程控制实验装置
CN109828456A (zh) * 2019-03-04 2019-05-31 沈阳华控科技发展有限公司 一种自适应pid控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02189606A (ja) * 1989-01-18 1990-07-25 Kubota Ltd 液位制御装置
JPH06119056A (ja) * 1992-10-07 1994-04-28 Toshiba Corp 流量制御装置
CN1730948A (zh) * 2005-08-26 2006-02-08 浙江科技学院 水泵的变压变流量控制方法与控制系统
CN2906705Y (zh) * 2006-01-16 2007-05-30 宫卓立 智能化注汽锅炉监控系统
CN201028497Y (zh) * 2007-05-14 2008-02-27 上海红箭自动化设备有限公司 锅炉水位控制装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02189606A (ja) * 1989-01-18 1990-07-25 Kubota Ltd 液位制御装置
JPH06119056A (ja) * 1992-10-07 1994-04-28 Toshiba Corp 流量制御装置
CN1730948A (zh) * 2005-08-26 2006-02-08 浙江科技学院 水泵的变压变流量控制方法与控制系统
CN2906705Y (zh) * 2006-01-16 2007-05-30 宫卓立 智能化注汽锅炉监控系统
CN201028497Y (zh) * 2007-05-14 2008-02-27 上海红箭自动化设备有限公司 锅炉水位控制装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102789731A (zh) * 2012-07-05 2012-11-21 浙江大学 一种化工换热流程过程控制实验装置
CN102789731B (zh) * 2012-07-05 2014-04-02 浙江大学 一种化工换热流程过程控制实验装置
CN103942996A (zh) * 2013-01-23 2014-07-23 嵇明军 一种应用控制单元进行控制的pid调节仿真教学装置
CN104680898A (zh) * 2013-11-28 2015-06-03 南京化工职业技术学院 便携式多特性工业对象仿真装置及切换方法
CN105023479A (zh) * 2015-07-15 2015-11-04 浙江大学 一种混杂过程控制实验装置
CN109828456A (zh) * 2019-03-04 2019-05-31 沈阳华控科技发展有限公司 一种自适应pid控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101908287B (zh) 2011-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101908287B (zh) 积分变量过程动态演示实验装置
US20130240045A1 (en) Method for Determining a Fluid Flow Rate With a Fluid Control Valve
CN107065515B (zh) 基于模糊pid控制的板式换热器模型构建方法
CN101634862B (zh) 一种大流量水节流阀开口度的控制方法
JP2021086283A (ja) 装置、方法およびプログラム
CN103868559A (zh) 一种并联安装分段测量大量程比的流量测量方法及其装置
Meniconi et al. Pressure reducing valve characterization for pipe system management
CN104534102A (zh) 静态双动平衡阀及其调试方法
CN101976046B (zh) 一种对被控对象和测量变送过程动态特性的模拟方法
CN107741296B (zh) 一种带电气比例阀的压力传感器自动调试装置
CN204990891U (zh) 一种流量检测系统实训装置
CN203260226U (zh) 一种集成式流程工业动态过程控制实验装置
CN204512440U (zh) 静态双动平衡阀
CN203395910U (zh) 锅炉汽包水位调节系统
CN102298870A (zh) 用于plc控制技术的技能培训和考核的系统
Sivagurunathan et al. Fuzzy logic based self tuning of PI controller for a non linear spherical tank system
CN201910160U (zh) 一种过程控制实验装置
CN202217411U (zh) 用于plc控制技术的技能培训和考核的系统
CN203165340U (zh) 一种带滞后的流量控制实验装置
CN209433695U (zh) Dcs控制实训装置
Kaplan et al. Process Control Methods Application in Training Set.
CN208817082U (zh) 一种保护气体稳压系统
Song et al. Research on predictive control of coagulant dosage based on neural network
Vijayalakshmi et al. Experimental verification of LPV modelling and control for conical tank system
CN108843288B (zh) 一种油田自动注水一体化装置的实时阀位软测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111123

Termination date: 20120723