名字：谢文雄. 学号: 0970120308
仪表与过程控制实验报告
实验一 热电偶特性测试
1．实验目的与要求
通过实验使学生了解热电偶的非线性特性，熟悉本系统的基本操作 2．实验仪器与设备 TDS-JS系统 一套 3．实验原理
1）TDS-JS系统介绍
TDS-JS控制器 固态继电器 烤箱 热电传感器（热电偶）
2）采用的热电偶为镍铬---镍硅，分度号为K，测温-40~1000度，实际所需范围0~300，允差值在+/-2.5度。 4．实验接线
TDS-JS控制器背面接线图
GND CK/YK VI VO RXD TXD AL- AL+ GND -12V +12V * * * * * * * * * * * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
本实验具体接线方法为：
1． 热电偶外层屏蔽线接1 端，芯线接3 端 2． 固态继电器 + 端接4 端，— 端接1 端 5．实验步骤
1．系统参数设置：按操作要求将单元参数修改为 单元编号 参数值 注释
1
004 002 特性分析实验
2．参数修改完毕，返回。按下控制器RUN键，系统处于特性分析实验中，通过手动加温（按▲进行加温，按▼进行降温）。
3．热电偶的电压值通过面板的数码块显示（**.**mv）,温度计对应当前温度值。通过手动
加温，分别记录各个温度下的热电偶的电压值。记录参数填入下表中： 温度计（度） 热电偶（MV） 温度计（度） 热电偶（MV） 45 48 51 54 58 （共10栏） 6．思考题
根据所测的参数表，绘出热电偶的特性曲线。
58 62 64 70 72 68 75 80 83 86 94 102 110 120100热电偶(mv)8060402000204060温度计（度）80100热电偶（MV）线性 (热电偶（MV）)
2
实验二 二位调节温控系统
1．实验目的与要求
通过实验使学生了解二位断续温控系统的特点，控制精度及其局限性。 2．实验仪器与设备 TDS-JS系统 一套 3． 实验原理
设W为系统的设定值，即用户期望控制对象达到的某一定植。YK为系统当前的反馈信号，即反映控制对象在本次控制作用后，其环境的实际情况。系统的当前偏差eK为eK=W-YK，二位调节根据系统的当前偏差eK是否处于允许偏差范围△E之内。来决定系统的输出控制开关的开启或闭合。流程图如下：
W-YK |ek|≤△E ek>0 OUT保持原样 OUT=ON OUT=OFF
由于二位调节是一种断续调节，对于快变系统来说（即采样周期小），断续控制可以达到较满意的效果。但对于慢变系统来说，将会产生较大的超调量，而且系统的过渡过程时间也很大。
4． 实验接线 同实验一 5． 实验步骤
1． 系统参数设定： 编号 004 010 014
2． （1）修改完参数，回到当前状态***.*度，运行。系统处于二位调节温度控制。
3
修改后的参数值 000 学生自行设定（0~255度） 学生自行设定（0~255度） 注释 二位调节 系统设定值 允许误差范围 （2）对照二位调节的流程图观察OUT的输出状况是否一致。
（3）选择不同的允许误差范围，观察系统的超调量和调节时间，记录下表中。 允许误差范围 3 5 超调量 25% 26.25% 18 18 调节时间(min) 6． 思考题 1． 二位调节的控制精度如何？
答：被控变量持续地在设定值上下作等幅震荡，无法稳定在设定值上。
2． 决定二位调节的控制精度的因素是什么？ 答：控制阀的极限位置。
4
实验三 连续温度控制系统
1．实验目的与要求
通过实验，使学生了解连续温度控制系统的特点，并与二位断续温控系统对比，了解连续温度控制系统的优点。 2．实验仪器与设备 TDS-JS系统 一套 3. 实验原理
采用增量式PID算法作为连续温度控制系统中的控制算法。其控制过程如下：比较实际烤箱温度和设定温度，得到偏差，通过对偏差的处理得到控制信号，去调节烤箱的加热功率，从而实现对烤箱温度的控制。控制偏差的比例，微分和积分产生控制作用，从而使烤箱的加热功率按一定的控制规律变化。 4．实验步骤
1．系统参数设置：
编号 004 009 010 012 016 018 修改后的参数值 001 学生自行设定（3~8S） 学生自行设定（0~255度） 学生自行设定（0~255度） 学生自行设定（0~8192S） 学生自行设定（0~8192S） 注释 PID调节 采样周期5 温度设定值50 室温值25 比例系数（P）>7000 积分系数（I） 学生自行设定（0~8192S） 微分系数（D） 020 2． 修改完参数，回到当前状态***.*度，运行。系统处于PID连续温度控制控制。 3． 分别送入不同的P，I，D参数，观察控制效果，并将系统的超调量和调节时间，记
录下表中。 P 7000 7000 7200 0 100 150 I 0 0 50 D 超调量 27% 21% 20% 调节时间（min） 19 25 22
6． 思考题
1． 连续温控与断续温控有何区别？
答：连续温控：不管实际温度是多少，都进行计算和控制输出，温度值比较稳定，但频繁动作可能影响控制器寿命；断续温控：温度超过和降低到定值或者隔一定的时间进行计算和控制输出，控制精度较差。
2． P，I，D参数分别对系统的控制结果有何影响？
答：增大比例系数P一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。 增大积分时间I有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。增大微分时间D有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。在凑试时，可参考以上参数
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对系统控制过程的影响趋势，对参数调整实行先比例、后积分，再微分的整定步骤。
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