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温度的检测与控制综合设计实验

    1.温度传感器种类和型号选择注意事项

    传感器的种类和型号很多,比较常用的为热电偶、热电阻温度传感器。热电偶温度传感器常用的又分为S,R,B,K,N,T,E,J型,热电阻温度传感器常用的又分为Pt100,Pt10,Cu50,Cu100型,对于模拟温度仪表,一般来讲,表与温度传感器是一一对应的,因此在选用仪表时一定要弄清所配的是何种传感器,如果所用的仪表与所配的温度传感器不一致,仪表不能正常工作。对于智能型(内部有微型处理器)温度仪表,由于其功能主要由程序来实现,一般来讲可以做到一表多用,通过键盘设定,可配不同种类和型号的温度传感器。

    2、仪表使用及接线注意事项

    对于热电阻温度传感器,其与仪表的连接方式有三线制和两线制,由于两线制连接方式其引线电阻是输入电阻的—部分,无法消除,因此测温的准确度受到影响,引线越长影响越大。在测温准确度要求较高的场合,一般采取三线制连接方式,该种连接方式由于能消除引线电阻,因此被广泛使用,但要注意引线与仪表相连的三根线的接法。对于测量温度较高的场合(大于400℃),一般仪表所配的温度传感器为热电偶,但热电偶温度传感器测量准确度不如热电阻。需要注意的是热电偶一定要接补偿导线,其型号也一定要与所配的温度传感器相一致。对于所配传感器为热电偶的温度仪表,要注意温度补偿器,温度补偿方式分为内补偿和外补偿,补偿电路也有多种,使用时要注意。

    3、应用举例

    应用举例1

    XMT* 908智能温度调节仪使用说明

    一、概述

    本仪表由单片机控制,具有热电阻、热电偶等多种信号自由输入,五种输出方式只须插上相应模块即可,正反控制任意设置;提供了四种报警方式;手动自动切换,主控有两位式、PID两种控制方式,在各种不同的系统上,经仪表自整定的参数大多数能得到满意的控制效果,具有无超调,抗扰动性强等特点。

    二、主要技术指标

    1基本误差:±0.5%F.S±1个字

    2冷端补偿误差:≤±2.0℃

    3采样周期:0.5秒

    4控制周期:继电器输出时的控制周期为2~120秒可调,其它为2秒。

    5继电器触点输出:AC250V/7A(阻性负载)或AC250V/0.3A(感性负载)

    6驱动固态继电器信号输出:驱动电流≥15mA,电压≥9V

    7驱动可控硅脉冲输出:幅度≥3V,宽度≥40us的移相或过零触发脉冲

    8连续PID调节模拟量输出:0~10mA(负载500±200Ω), 4~20mA(负载250±100Ω),或0~5V(负载≥100kΩ), 1~5V(负载≥100kΩ)

    9电源:AC90V~242V(开关电源), 50/60Hz,或其它特殊定货

    10工作环境:温度0~50.0℃,相对湿度不大于85%的无腐蚀性气体及无强电磁干扰的场所

    三、型号意义

    XMT□9□8 □

    (1) (2) (3) (4) (5)

    (1)外型尺寸标号:空格:160×80×120开孔152×76;A:96×96×110开孔92×92;D:72×72×110开孔68×68;E:48×96×110开孔44×92;F:96×48×110开孔92×44;S:80×160×120开孔76×156;G:48×48×110开孔44×44

    (2)系列号

    (3)附加报警:‘0’:无报警;‘1’:一组报警;‘5’:声音报警;‘3’:二组报警(上限报警、下限报警、正偏差报警、负偏差报警任意设置)。

    (4)输入信号类型:‘8’:输入信号自由互换

    (5)主控制方式:‘空格’:继电器常开常闭触点输出;‘A’:单相过零触发调节;‘A3’:三相过零触发调节;‘B’:单相过零触发调节;‘B3’三相过零触发调节;‘C1’:0~10mA连续电流输出;‘C2’:4~20mA连续电流输出;‘G’:固态继电器调节输出;

    四、面板说明

    仪表上电后,上显示窗口显示测量值(PV),下显示窗口显示给定值(SV)。

    仪表面板上的4个LED指示灯,其含义分别如下:

    OUT输出指示灯:输出指示灯在线性电流输出时通过亮/暗变化反映输出电流的大小,在时间比例方式输出(继电器、固态继电器及可控硅过零触发输出)时,通过闪动时间比例反映输出大小。

    ALM1指示灯:当AL1事件动作时点亮对应的灯。

    ALM2指示灯:当AL2事件动作时点亮对应的灯。

    A-M灯:自整定灯。

    五、参数代码及符号

    (仪表根据设置只开放表中相对应的参数项)

    六、参数设置方法

    1、第一设置区

    上电后,按SET键约3秒,仪表进入第一设置区,仪表将按参数代码1~24依次在上显示窗显示参数符号,下显示窗显示其参数值,此时分别按、▼、▲三键可调整参数值,调好后按SET键确认保存数据,转到下一参数继续调完为止。如设置中途间隔10秒未操作,仪表将自动保存数据,退出设置状态。

    仪表第22项参数LOCK为密码锁,为0时允许修改所有参数,为1时只允许修改第二设置区的给定值“SP”,大于1时禁止修改所有参数。用户禁止将此参数设置为大于50,否则将有可能进入厂家测试状态。

    2、第二设置区

    上电后,按SET键后放开,仪表进入第二设置区,此时可按上述方法修改设定值“SP”。

    3、手动调节:上电后,按键约3秒进入手动调整状态,下排第一字显示“H”,此时可设置输出功率的百分比;再按键约3秒退出手动调整状态。

    七、自整定方法

    仪表首次在系统上使用,或者环境发生变化,发现仪表控制性能变差,则需要对仪表的某些参数如P、I、D等数据进行整定,省去过去由人工逐渐摸索调整,且难以达到理想效果的繁琐工作,具体时间根据工况长短不一,以温度控制(反向)为例,方法如下:在设置好给定值后,将回差(HY)设置为0.5~1.0℃,如果是继电器输出还要将周期(t)设置为2S,将自整定参数AT设置为1,A-M灯开始闪烁,仪表进入自整定状态,此时仪表为两位式控制方式;仪表经过三次震荡后,自动保存整定的P、I、D参数,A-M灯熄灭,自整定过程全部结束。

    注:①仪表整定时中途断电,因仪表有记忆功能,下次上电会重新开始自整定。②自整定中,如须要人为退出,将自整定参数AT设置为0即可退出,但整定结果无效。

    八、仪表接线

    应用举例2

    名称:

    XMT-808智能温控仪

    描述:

    1、输入规格及范围:热电偶:K(-50~1300℃)、S(-50~+1700℃)、T(-200~+350℃)、E(0~800℃)、J(0~1000℃)、B(0~1800℃)、N(0~1300℃)、WRe(0~2300℃)、热电阻:CU50(-50~150℃)、PT100(-20~600℃)线性电压:0~5V、1~5V、0~1V、0~100mV、0~20mV线性电流(需外接分流电阻):0~10mA、0~20mA、4~20mA

    2、测量精度:热电阻、线性电压、线性电流0.5级+1字热电偶输入应采用铜电阻补偿冷端或冰点补偿冷端时0.5级+1字;仪表对B、S、WRE分度号在0~600℃范围内可进行测量,但测量精度无法达到0.5级;

    3、分辨力:1、0.1

    4、响应时间: ≤0.5秒

    5、调节方式:二位式控制方式(回差可调)、常规PID控制方式(参数自整定功能)、人工智能控制方式(包含模糊逻辑PID调节及参数自整定功能的先进控制算法)

    6、输出规格:继电器触点开关输出(常开+常闭):250VAC/7A或30VDC/10A;SSR电压输出:12VDC/30mA(用于驱动SSR固态继电器);可控硅触发输出:可触发5~500A的双向可控硅;2个单向可控硅反向并联;线性电流输出:0~24mA间可任意定义起始电流及终端电流值(电压范围11~23VDC);

    7、通讯支持RS485通讯模式,采用AIBUS通讯协议,波特率支持以下几种选择:1200bps、4800bps、7200bps、9600bps

    8、报警输出支持两个无源触点输出,触点容量250VAC/7A;支持上限报警、下限报警、正偏差报警、负偏差报警等4种报警输出方式(最多可输出2路);

    9、手动功能:自动/手动双向无扰动切换

    10、外型尺寸及开孔(mm)160×80×125开孔 152×76

    11、电源供电85V-242VAC,50-60HZ;电源消耗 ≤4W

    12、工作条件环境温度:0~50℃,相对湿度不大于85%的无腐蚀性气体及无强电磁干扰的场所

    13、产品认证通过CE欧共体安全认证及ROHS环保认证

    应用举例3

    JH-100智能测控仪

    1、适用范围

    JH-100智能测控仪与各类传感器、变送器配合使用,智能测控仪可对温度、压力、液位、流量、重量等工业过程参数进行测量、显示、报警控制、调节、变送输出、数据采集及通讯。

    2、功能特点

    万能输入功能

    智能测控仪有自动校准和人工校准功能

    多重保护、隔离设计、抗干扰能力强、可靠性高

    良好的软件平台,具备二次开发能力,以满足特殊的功能

    智能测控仪先进的模块化结构,配合功能强大的仪表芯片,功能组合、智能显示调节仪系统升级非常方便

    3、主要技术指标

    基本误差:0.5%FS或 0.2%FS±1个字

    分 辨 力:1/20000、14位A/D转换器

    显示方式:双排四位LED数码管显示

    采样周期:0.2S

    报警输出:二限报警或四限报警,报警方式、报警灵敏度可设置,继电器输出触点容量 AC220V/3A或AC220V/1A。

    变送输出: 4~20mA、0~10mA、1~5V、0~5V 精度:±0.3%FS

    通讯输出:接口方式--隔离串行双向通讯接口RS485/RS422/RS232/Modem

    波特率--300~9600bps内部自由设定

    馈电输出:DC24V/30mA

    电 源:开关电源 85~265VAC 功耗4W以下

    4、信号输入类型

    热 电偶: K、E、S、B、J、T、R、Wre3-25;冷端温度自动补偿范围0~50℃,补偿准确度±1℃。

    热 电 阻:Pt100、Cu100、Cu50、BA2、BA1;引线电阻补偿范围≤15Ω。

    线性电阻:0~400Ω

    远传电阻:30~350Ω(远传压力表)。

    直流电压:0~20mV、0~100mV、0~5V、1~5V、0~5V开方、1~5V开方、-5~5V;

    -10V~10V、0~10V(订货时需指定,与其他信号不兼容)。

    直流电流:0~10mA、4~20mA 、0~20mA、0~10mA开方、4~20mA开方。

    输入阻抗:电压信号Ri≥500KΩ。

    5、型号说明



    JH-100


    智能测控仪

    外型尺寸

    A/D


    横式160×80×80 mm

    A


    横式160×80×125mm

    A/S


    竖式80×160×125mm

    B


    方式96×96×110 mm

    C


    横式96×48×110 mm

    C/S


    竖式48×96×110 mm

    D


    方式72×72×110 mm

    F


    方式48×48×110 mm

    T


    特殊/自定表壳。

    报警输出

    B□


    B0无报警输出;B1-B4,1-4点报警

    变送输出

    X1


    4-20mA输出

    X2


    0-10mA输出

    X3


    1-5V输出

    X4


    0-5V输出

    通讯输出

    P


    微型打印机

    R


    串行通讯RS232

    S


    串行通讯RS485

    馈电输出



    无馈电输出

    V12


    带DC12V馈电输出

    V24


    带DC24V馈电输出

    供电电源


    220VAC供电

    W


    DC24V供电

    输入信号

    Sn


    见"输入信号类型表"










    6、型号举例:JH-100AB2X1RV24-4-20

    JH-100系列智能测控仪,4~20mA输入,外表尺寸160×80×125mm,二限报警控制输出,4~20mA变送输出,带RS232隔离通讯接口,带DC24V馈电输出,供电电源220VAC。

    接线端子








































    应用举例4

    XMT-9000系列智能数显温度调节仪使用

    一、概述

    XMT-9000系列仪表为智能型双排四位显示调节仪表,分别显示测量值和设定值,仪表为四键操作。

    参数快捷设置,参数符号显示简洁,输入信息方便,控制方式有二位、三位、时间比例、PID及参数自整定,由于该仪表对抗干扰进行了专门设计,质量相当可靠,红绿双色双排数码管分别同时显示测量值与设定值。

    二、主要技术参数

    1、测量误差:±0.5F·S±l字,附加冷端补尝误差±1℃;

    2、继电嚣输出触点容量:阻性负载220V/10A ;

    3、驱动固态继电器信号:输出驱动电流≥15A.电压≥9V;

    4、驱动可控硅脉冲输出:幅度≥3V,宽度≥40μs的移相或过零触发脉冲;

    5、控制周期:继电器输出为10~120秒,其它为2秒;

    6、工作电源,85V~242V,50Hz;

    7、工作环境,0~50℃,相对湿度≤85%RH,无腐蚀性及无强电磁辐射场合;




    三、型号和规格

    四、面板布置




    五、内部参数

    六、仪表操作

    1、设置流程图:

    2、操作方法

    ⑴、按照接线图接入电源、传感器及控制回路后通电,仪表将首先开始按A、B、C程序自检:

    ①、所有数码管笔画及所有指示灯(除OUT灯外)全部点亮,用来检测发光系统是否正常,此时如发现有不能点亮的发光件,请停止使用该仪表送修(此过程只持续0.5s)

    ②、PV窗口〈即上排显示窗口〉显示“CJ”,下排不显示;

    ③、PV窗口〈即上排显示窗口〉显示仪表内部型号编号;

    仪表进行完以上三步自检后,即投入正常测控状态,上排PV窗口显示测量值,下捧SV窗口显示设定值;

    ⑵、要想修改设定值时.请在正常的显示测量方式下,按住SET键3秒,SV窗口个位出现小数点时,此时按▲向上调节设定值,接▼向下调节设定值(长时间按住▲或▼键可实现连续快加或快减),按◀移位(如同光标),按SET键来完成确认修改,在不按任何键的状态下约20秒后自动退回到正常显示状态,仪表承认修改;

    ⑶、要想修改设定值以外的参数值,请在正常显示方式下,按住(SET+▲)键3秒,即可进入内部参数设置,根据应用系统需要设置不同的参数值,特别是"P"、“I”、“D”、“t”四项,应请有经验的操作人员设定。

    ⑷、自整定:首先设置好设定值,然后进入二级菜单,将AT设置为1,AT灯亮,仪表进入自整定状态,此时仪表为位式控制,PID数自动隐藏,将回差设为0.5~1左右,经过三次上下振荡之后,仪表定出PID等参数并保存, AT灯灭,仪表复位进入控制状态,显示新的PID参数。

    注:

    a本系列仪表采用智能PID控制,除PID三个参数外,还有其它参数需在自整定中产生,所以仪表第一次在系统上使用必须经过自整定{否则可能有过冲)。

    b自整定开始时,系统必须在室温或与设定值有一个较大的温差,否则可能整定出的效果不是最佳。

    c自整定过程中不能断电或有大的扰动。

    ⑸、当输出为连续变量时,在正常显示测量、设定值状态下,按(SET+▼)键可以进行手动/自动无扰动切换,下排第一位出现"H"时为手动状态,可以接◀、▲键或▼键调节输出功率。

    ⑹、当测量用的传感器存在极大误差时或传感器放置位置与理想位置有偏差时,仪表测量值会存在误差。这一误差可以用菜单中的SC项来消除,其修正范围为-20.0~20.0℃。

    ⑺、可控硅触发型仪表,如发现负载二端电压有抖动现象,可把仪表二根输出线对调。

    七、错误信息:

    PV窗口显示"HH"时表示断偶、测量值超载或传感器型号不配;显示“LL”时表示测量值超过下限或传感器接反。

    八、产品型号意义

    XMT口-9口口口

    1 2 3 4

    ⑴、空格1为外型尺寸标号-空: 160×80×120,开孔156×76;A: 96×96×110,开孔92×92;D:72×72×110,开孔68×68:E:48×96×110,开孔44×92;F:96×48×110开孔92×44;G:48×48×100开孔45×45;H:80×I60×120开孔76×156。

    ⑵、空格2:为主控制方式---‘0’:二位式调节;‘1’:二位式位差(死区加大)控制;‘2’:三位式调节;‘3’:时间比例调节;‘4’:触点通断二位式PID调节;‘5’:二位式固态继电器调节或二位式固态继电嚣PID调节;‘6’:单相移相触发调节; ‘7’:单相过零触发调节或单相过零触发PID调节;‘8’:三相过零触发调节或三相过零触发PID调节;‘9’:连续PID的标准电流信号输出。

    ⑶、空格3为附加报警,---‘空或0’无报警;‘1’:上限触点报警;‘2’:下限触点报警;‘3’:上、下限触点报警;‘5’:上限声音报警。

    ⑷、空格4输入信号分类---‘1’:热电偶;‘2’:热电阻;

    ⑸、后辍---‘D’:继电器为30A大功率:‘A’:第一次改进型,应注明具体改进内容;‘B’:按‘A’类推。

    九、仪表接线: