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武漢精達專家自整定PID調節電阻爐控溫效果圖

一、        測試環境

測試系統環境:

(1) 電阻爐溫度控制系統

       控制器:XMA5000F儀表,NZK-1M可控硅觸發模塊

 

名稱

版本

硬件

XMA5000F

電源板

V3.0

采集板

V3.1

輸出板

V3.0

顯示板

V3.1

NZK-1M

可控硅單相移相/過零觸發模塊

V4.0

軟件

XMA5000_2011_F.hex

V2.10

nzk_1m_01m.hex

V1.0

監控軟件

XMA_PID_TEST5.MCG

V5

       執行器:上海賽社 SCR反并聯模塊 型號:MTC110A1600V

       被控對象:箱式節能電阻爐

       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

250

1

整定參數

P

141

I

803

D

627

自學習

24

穩態誤差

1

整定結果

500

1

說明:紅色方框之干擾為通訊中斷

整定參數

P

110

I

532

D

406

自學習

31.1

穩態誤差

1

整定結果

750

1

整定參數

P

68

I

523

D

248

自學習

40.8

穩態誤差

1

整定結果

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。

                                   

 

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

 

SP:500

 

P:110

 

I:532

 

D:406

1

 

 

超調

穩態誤差

1

 

備注

 

 

4

超調

穩態誤差

1

備注

 

10

 

 

超調

穩態誤差

1

 

備注

 

 

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

 

               

 

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

 

 

 

P:110

 

I:532

 

D:406

 

Pun.t:1

無限制

 

初始溫度:182

 

SP:500

 

 

 

超調

上升時間

972s

調節時間

1152s

 

備注

該項測試升溫用時972秒,實際升溫速率19.63/min

 

1.00/min

 

初始溫度:105

 

SP:250

 

超調

上升時間

12068s

調節時間

13429s

備注

該項測試升溫用時12068秒,實際升溫速率0.72/min

結論

由以上可知,升溫速率控制功能達到要求。

 

                   

        

 

 

 

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。

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

結束

T18

-7

 

測試條件

測試結果

P:110

 

I:532

 

D:406

 

Pun.t:1

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

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

超調

20

調節時間

843s

備注

 

結論

該項測試合格

 

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