第十一章
第一节
一、THJ-2 对象连线 THJ-
解耦控制系统实验
锅炉内胆与夹套水温解耦控制系统
三相电源输出端 U、 W 对应连接三相 SCR 移相调压器的三相电源输入端 U、 V、 V、W；调压器的三相调压输出端 U0、V0、W0 接三相电加热管输入端 U0、V0、W0； 将变频器的 220v 输入端对应接到单相Ⅱ的输出端； 将变频器的 220v 输入端对应 接到单相Ⅱ的输出端；变频器输出端 A、B、C 对应连接三相磁力泵（～220V）的 A、B、C。 二、S7-300 控制台连线 S7内胆温度 TT1 铂电阻 1a、1b、1c 端对应连接 SA-41A 挂件的 1a、1b、1c 端； 夹套温度 TT2 铂电阻 2a、 2c 端对应连接 SA-41A 挂件的 2a、 2c 端；SA-41A 2b、 2b、 挂件的第一输出通道 A/O（+、 接到三相电加热管 4～20mA 输入 -） （+、 ； -） SA-41A 0 挂件的第二输出通道 A/O1（+、-）接到变频器 4～20mA 输入（+、-） 。 三、实验结构图
四、实验步骤 1.按上述要求连接实验系统。 2.用电缆线将对象和 S7-300 控制台连接起来。
3.合上 S7-300 控制屏电源，给 CPU 315-2 DP 及相应模块上电。 4.打开 Wincc 上位机组态软件，并进入相应的实验。 5.启动对象总电源，并合上相关电源打开（三相电源、单相Ⅲ、24V 电源） 。 6．开阀 F1－1、F1－2、F1－5、F1－12 和 F1－13，给锅炉夹套打满水，同 时把锅炉内胆打水到*大容量的三分之二左右。 6．在不加解耦装置的情况下，把两个调节器均设为手动输出，让锅炉内胆 水温 T1 与夹套水温 T2 均达到自己的期望值（实验时的设定值） ，然后测试对象的 静态增益，并计算相对增益矩阵。 7． 设定锅炉内胆水温 T1 与夹套水温 T2 的给定值，分别在单回路参数整定所 得δ、T i 值的基础上，适当增大比例度δ和积分时间常数 T i 的值，作为引入解 耦装置后两个调节器的设置参数。 8． 在不加解耦装置时，系统由手动投入自动运行，记录下内胆水温 T1 与夹 套水温 T2 的响应曲线。 10．引入解耦装置后，设置好 K21 与 K12 的值。 11．手动操作两个调节器的输出，使锅炉内胆水温 T1 与夹套水温 T2 进入稳 态并等于给定值后，让系统投入自动运行。并记录下 T1 和 T2 投入自动运行后的 响应曲线。 12． 系统进入稳态后， 适当改变锅炉内胆水温 T1 或夹套水温 T2 的设定值 （阶 跃扰动） ，观察被控制量的响应过程。 13．分别改变 K21 与 K12 的值，观察对被控制量 T1 和 T2 变化的影响。
第二节
一、THJ-2 对象连线 THJ-
上水箱液位与出口温度解耦控制系统
三相电源输出端 U、V、W 端接三相 SCR 移相调压器三相电源输入 U、V、W 端；调压器的输出 U0、V0、W0 端接三相加热管输入 U0、V0、W0 端；将三相电源输 出端 U、V、W 对应连接三相磁力泵（～380V）的输入端 U、V、W；将电动调节阀 的～220V 输入端 L、N 接至单相电源Ⅲ的 3L、3N 端；将变频器的 220v 输入端对 应接到单相Ⅱ的输出端；变频器输出 A、B、C 对应连接三相磁力泵（～220V）的 A、B、C；变频器面板上的 RH 和 STF 接公共端 SD。 二、S7-300 控制台连线 S7上水箱 TT6 铂电阻 6a、6b、6c 端对应连接 SA-41A 挂件的 1a、1b、1c 端； 上水箱液位 LT1（+、-）相应接到 SA-41A 的 A/I0 通道（+、-） ；第一输出通道 A/O0（+、-）接到电动调节阀 4～20mA 输入（+、-） ；第二输出通道 A/O1（+、-） 接到变频器 4～20mA 输入（+、-） ；第三输出通道 A/O2（+、-）接到加热装置的 4～20mA 输入（+、-） 。 三、实验结构图
四、实验步骤 1.按上述要求连接实验系统。 2.用电缆线将对象和 S7-300 控制台连接起来。 3.合上 S7-300 控制屏电源，给 CPU 315-2 DP 及相应模块上电。
4.打开 Wincc 上位机组态软件，并进入相应的实验。 5.启动对象总电源，并合上相关电源打开（三相电源、单相Ⅲ、24V 电源） 。 6．启动变频器-磁力泵支路，使锅炉内胆注满水，然后关闭阀 F2-1、F2-7， 打开阀 F2-2、F2-3，并通过三相 SCR 可控硅加热，使内胆水温上升到某一值， 如 90℃，并使之恒温。 7． 不加解耦装置的情况下，把两个调节器均设为手动输出，让上水箱液位 H 与上水箱出水口水温 T 均达到自己的期望值（实验时的设定值） ，然后测试对 象的静态增益，并计算相对增益矩阵。 8．设置上水箱液位 H 与上水箱出水口水温 T 的给定值，分别在单回路参数 整定所得δ、T i 值的基础上，适当增大比例度δ和积分时间常数 T i 的值，作为 引入解耦装置后两个调节器的设置参数。 9．在不加解耦装置时，系统由手动投入自动运行，记录下上水箱液位 H 与上水箱出水口水温 T 的影响曲线。 10．引入解耦装置后，设置好 K21 与 K12 的值。 11. 根据先手动，后自动的原则，使上水箱液位 H 进入稳态并等于给定值； 再手动操作另一只调节器输出，控制变频器热水支路的**，当上水箱出水口水 温 T 等于设定值并稳定后，投入自动运行。并记录下 H 和 T 投入自动运行后的响 应曲线。 12．系统进入稳态后，适当改变上水箱液位 H 或上水箱出水口水温 T 的设定 值（阶跃扰动） ，观察被控制量的响应过程。 13．分别改变 K21 与 K12 的值，观察对被控制量 H 和 T
算法（FB41） 附录 2. PID 算法（FB41）数据块介绍 类型 地址 含义 BOOL 0.0 模块重启 BOOL 0.1 手动开关 BOOL 0.2 过程变量外围输入开关 BOOL 0.3 比例作用开关 BOOL 0.4 积分作用开关 BOOL 0.5 积分抑制开关 BOOL 0.6 积分初始值开关 BOOL 0.7 微分作用开关 TIME 2.0 采样开关 REAL 6.0 过程设定值 REAL 10.0 过程变量值 WORD 14.0 外围输入过程变量值 REAL 16.0 手动值 REAL 20.0 增益 TIME 24．0 积分时间 TIME 28.0 微分时间 TIME 32.0 微分运算滞后时间 REAL 36.0 死区 REAL 40.0 输出上限 REAL 44.0 输出下限 REAL 48.0 输入系数 REAL 52.0 输入偏置 REAL 56.0 输出系数 REAL 60.0 输出偏置 REAL 64.0 积分初始值 REAL 68.0 扰动值 REAL 72.0 输出值 WORD 76.0 外围输出值 BOOL 78.0 输出上限到达 BOOL 78.1 输出下限到达 REAL 80.0 比例作用值 REAL 84.0 积分作用值 REAL 88.0 微分作用值 REAL 92.0 过程变量值 REAL 96.0 偏差值