一、 測試環境
測試系統環境:
(1) 電阻爐溫度控制系統
① 控制器:XMA5000F儀表,NZK-1M可控硅觸發模塊
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名稱 |
版本 |
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硬件 |
XMA5000F |
電源板 |
V3.0 |
采集板 |
V3.1 |
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輸出板 |
V3.0 |
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顯示板 |
V3.1 |
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NZK-1M |
可控硅單相移相/過零觸發模塊 |
V4.0 |
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軟件 |
XMA5000_2011_F.hex |
V2.10 |
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nzk_1m_01m.hex |
V1.0 |
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監控軟件 |
XMA_PID_TEST5.MCG |
V5 |
② 執行器:上海賽社 SCR反并聯模塊 型號:MTC110A1600V
③ 被控對象:箱式節能電阻爐
④ 傳感器:K型熱電偶
二、 測試項目
3.1 自整定測試
測試方法:對各系統設置幾個不同的SP值進行自整定。自整定后使系統穩定30分鐘。控制周期與自整定無關,都設為1秒。觀察不同SP值整定出的PID參數的差別和變化規律。
(1)電阻爐自整定
自整定 SP(℃) |
自整定 回差(℃) |
測試結果 |
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250 |
1 |
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整定參數 |
P |
141 |
I |
803 |
D |
627 |
自學習 |
24 |
穩態誤差 |
1℃ |
整定結果 |
√ |
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500 |
1 |
說明:紅色方框之干擾為通訊中斷 |
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整定參數 |
P |
110 |
I |
532 |
D |
406 |
自學習 |
31.1 |
穩態誤差 |
1℃ |
整定結果 |
√ |
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750 |
1 |
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整定參數 |
P |
68 |
I |
523 |
D |
248 |
自學習 |
40.8 |
穩態誤差 |
1℃ |
整定結果 |
√ |
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結論 |
該項測試受控溫度差值相近的前提下,設定值越大穩定時間越短,輸出擺幅越頻繁。 自整定溫度越高,P 、I、 D三值越小。 |
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3.2 定溫控制測試
測試方法: 給系統一個SP值,SP值與初始狀態差值盡量大。設置不同控制周期,使系統從室溫開始升溫,穩定30分鐘。觀察不同控制周期對不同系統響應的影響。
(1)電阻爐
測試條件 |
控制周期(s) |
測試結果 |
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SP:500℃ P:110 I:532 D:406 |
1 |
|
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超調 |
無 |
穩態誤差 |
1℃ |
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備注 |
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4 |
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超調 |
無 |
穩態誤差 |
1℃ |
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備注 |
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10 |
|
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超調 |
無 |
穩態誤差 |
1℃ |
|
|||
備注 |
|
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結論 |
輸出調節幅值隨著控制周期增大而不斷增大,且穩定到設定值的時間也相應增長 |
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3.3 升溫速率控制功能測試
測試方法:改變升溫速率參數,使系統從相同穩定狀態升溫至相同SP值,并穩定30分鐘。觀察系統響應曲線。
(1)電阻爐
測試條件 |
升溫速率 |
測試結果 |
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P:110 I:532 D:406 Pun.t:1 |
無限制 初始溫度:182℃ SP:500 |
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超調 |
無 |
上升時間 |
972s |
調節時間 |
1152s |
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備注 |
該項測試升溫用時972秒,實際升溫速率19.63℃/min |
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1.00℃/min 初始溫度:105℃ SP:250 |
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超調 |
無 |
上升時間 |
12068s |
調節時間 |
13429s |
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備注 |
該項測試升溫用時12068秒,實際升溫速率0.72℃/min |
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結論 |
由以上可知,升溫速率控制功能達到要求。 |
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測試條件 |
起始PV |
測試結果 |
P:110 I:532 D:406 Pun.t:1 |
<300 |
說明:儀表顯示溫度250℃,開啟時間程序升溫至300℃能正確受控。 |
464 |
說明:顯示溫度由473℃降到464℃時,開啟時間程序能正確受控至第2段【(T02 30)(SP02 500)】時間程序, |
|
>500 |
說明:顯示溫度由520降到500時,開啟時間程序能正確跟蹤至第3段【(T03 30)(SP03 500)】時間程序。 |
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結論 |
由以上可知:時間程序啟動時,各溫度段都能由前往后正確跟蹤受控。 |
時間程序2:(設為t.SP2)
保溫 |
SP00 |
200 |
T01 |
30 |
|
SP01 |
200 |
|
升溫 |
T02 |
1 |
SP02 |
250 |
|
保溫 |
T03 |
30 |
SP03 |
250 |
|
升溫 |
T04 |
1 |
SP04 |
300 |
|
保溫 |
T05 |
30 |
SP05 |
350 |
|
升溫 |
T06 |
1 |
SP06 |
400 |
|
保溫 |
T07 |
30 |
SP07 |
400 |
|
升溫 |
T08 |
1 |
SP08 |
450 |
|
保溫 |
T09 |
30 |
SP09 |
450 |
|
升溫 |
T10 |
1 |
SP10 |
500 |
|
保溫 |
T11 |
30 |
SP11 |
500 |
|
升溫 |
T12 |
1 |
SP12 |
550 |
|
保溫 |
T13 |
30 |
SP13 |
550 |
|
升溫 |
T14 |
1 |
SP14 |
600 |
|
保溫 |
T115 |
30 |
SP15 |
600 |
|
降溫 |
T16 |
1 |
SP16 |
200 |
|
保溫 |
T17 |
120 |
SP17 |
200 |
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結束 |
T18 |
-7 |
測試條件 |
測試結果 |
P:110 I:532 D:406 Pun.t:1 |
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結論 |
儀表初始顯示溫度181℃,開啟時間程序升溫至200℃能正確受控,溫度上升段控制輸出擺幅較大,且隨著控制時間的延長,超調幅值越來越小。 |
3.4 擾動響應測試
測試方法:在系統穩定在SP值后,人為給一擾動信號,使爐溫下降到一定程度后再消除擾動信號,觀察不同系統對擾動信號的響應。(升溫速率參數設為0)
(1)電阻爐
測試條件 |
測試結果 |
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SP:50 P:110 I:532 D:406 Pun.t:1 溫度穩定在SP值后打開爐門使爐溫下降10℃后關閉爐門 |
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超調 |
20℃ |
調節時間 |
843s |
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備注 |
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結論 |
該項測試合格 |