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武汉精达专家自整定PID调节电阻炉控温效果图

一、        测试环境

测试系统环境:

(1) 电阻炉温度控制系统

       控制器:XMA5000F仪表,NZK-1M可控硅触发模块

 

名称

版本

硬件

XMA5000F

电源板

V3.0

采集板

V3.1

输出板

V3.0

显示板

V3.1

NZK-1M

可控硅单相移相/过零触发模块

V4.0

软件

XMA5000_2011_F.hex

V2.10

nzk_1m_01m.hex

V1.0

监控软件

XMA_PID_TEST5.MCG

V5

       执行器:上海赛社 SCR反并联模块 型号:MTC110A1600V

       被控对象:箱式节能电阻炉

       传感器:K型热电偶

二、        测试项目

3.1          自整定测试

测试方法:对各系统设置几个不同的SP值进行自整定。自整定后使系统稳定30分钟。控制周期与自整定无关,都设为1秒。观察不同SP值整定出的PID参数的差别和变化规律。

1)电阻炉自整定

自整定

SP(℃)

自整定

回差(℃)

测试结果

250

1

整定参数

P

141

I

803

D

627

自学习

24

稳态误差

1

整定结果

500

1

说明:红色方框之干扰为通讯中断

整定参数

P

110

I

532

D

406

自学习

31.1

稳态误差

1

整定结果

750

1

整定参数

P

68

I

523

D

248

自学习

40.8

稳态误差

1

整定结果

结论

该项测试受控温度差值相近的前提下,设定值越大稳定时间越短,输出摆幅越频繁。

自整定温度越高,P I D三值越小。

                                   

 

3.2          定温控制测试

测试方法: 给系统一个SP值,SP值与初始状态差值尽量大。设置不同控制周期,使系统从室温开始升温,稳定30分钟。观察不同控制周期对不同系统响应的影响。

 

1)电阻炉

测试条件

控制周期(s

测试结果

 

SP:500

 

P:110

 

I:532

 

D:406

1

 

 

超调

稳态误差

1

 

备注

 

 

4

超调

稳态误差

1

备注

 

10

 

 

超调

稳态误差

1

 

备注

 

 

结论

输出调节幅值随着控制周期增大而不断增大,且稳定到设定值的时间也相应增长

 

               

 

3.3          升温速率控制功能测试

测试方法:改变升温速率参数,使系统从相同稳定状态升温至相同SP值,并稳定30分钟。观察系统响应曲线。

         1)电阻炉

测试条件

升温速率

测试结果

 

 

 

P:110

 

I:532

 

D:406

 

Pun.t:1

无限制

 

初始温度:182

 

SP:500

 

 

 

超调

上升时间

972s

调节时间

1152s

 

备注

该项测试升温用时972秒,实际升温速率19.63/min

 

1.00/min

 

初始温度:105

 

SP:250

 

超调

上升时间

12068s

调节时间

13429s

备注

该项测试升温用时12068秒,实际升温速率0.72/min

结论

由以上可知,升温速率控制功能达到要求。

 

                   

        

 

 

 

测试条件

起始PV

测试结果

P:110

 

I:532

 

D:406

 

Pun.t:1

 

<300

说明:仪表显示温度250℃,开启时间程序升温至300℃能正确受控。

464

说明:显示温度由473℃降到464℃时,开启时间程序能正确受控至第2段【(T02  30)(SP02  500)】时间程序,

>500

说明:显示温度由520降到500时,开启时间程序能正确跟踪至第3段【(T03 30(SP03  500)】时间程序。

结论

由以上可知:时间程序启动时,各温度段都能由前往后正确跟踪受控。

 

时间程序2:(设为t.SP2

保温

SP00

200

T01

30

SP01

200

升温

T02

1

SP02

250

保温

T03

30

SP03

250

升温

T04

1

SP04

300

保温

T05

30

SP05

350

升温

T06

1

SP06

400

保温

T07

30

SP07

400

升温

T08

1

SP08

450

保温

T09

30

SP09

450

升温

T10

1

SP10

500

保温

T11

30

SP11

500

升温

T12

1

SP12

550

保温

T13

30

SP13

550

升温

T14

1

SP14

600

保温

T115

30

SP15

600

降温

T16

1

SP16

200

保温

T17

120

SP17

200

结束

T18

-7

 

测试条件

测试结果

P:110

 

I:532

 

D:406

 

Pun.t:1

结论

仪表初始显示温度181℃,开启时间程序升温至200℃能正确受控,温度上升段控制输出摆幅较大,且随着控制时间的延长,超调幅值越来越小。

 

 

3.4      扰动响应测试

测试方法:在系统稳定在SP值后,人为给一扰动信号,使炉温下降到一定程度后再消除扰动信号,观察不同系统对扰动信号的响应。(升温速率参数设为0

1)电阻炉

测试条件

测试结果

SP:50

 

P:110

 

I:532

 

D:406

 

Pun.t:1

 

温度稳定在SP值后打开炉门使炉温下降10℃后关闭炉门

超调

20

调节时间

843s

备注

 

结论

该项测试合格

 

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