流量檢測與自動控製係統實驗指導書

一、實（shí）驗目的和要求
1.掌握電磁流（liú）量計、渦輪流量計、壓差式流量計及計（jì）算機控製係統的技術性能與使用方法，並對（duì）現代流量（liàng）檢測與控製有一定的了解。
2.熟悉流量測量和水泵控製等操作。
二、實驗裝置的特點
1.該裝置（zhì）由電磁流量計、渦輪流量計、文丘裏流量計和孔板流量計組（zǔ）成的串（chuàn）聯管（guǎn）路及手動自動切換控製儀（yí）、計算機測控（kòng）係（xì）統和自（zì）循環供水係統等組成，屬（shǔ）技術密集型的台（tái）式實（shí）驗裝置。
2.可通過（guò）對不同流量（liàng）下各種流量計的同步檢（jiǎn）測，並經計算（suàn）機同屏顯示比較，了解（jiě）各流量計的性能。
3.能以（yǐ）人機對話方（fāng）式，由計算機控製過流量大小，並可顯示控（kòng）製過程（chéng）曲線，以（yǐ）供流量控製理論的實（shí）驗教學。
4.其係統管徑為Φ25mm，流量範圍 0-3m3/h；控製流量的電動閥門（mén）用（yòng）特別配置（zhì）的直線電機控製。
5.配有計算機和數據采集、標定及流量自（zì）動（dòng）控製的軟硬件、具（jù）備結果顯示和打印功能。還具有流量累計（jì）、泵的自（zì）動開關控製等功（gōng）能。
6.對孔板、文丘裏等流量計，均配以小型高精（jīng）度特製傳感器與相應軟件，實現了對（duì）傳統流量計向現代量測功能的轉化。
三、流量檢測（cè）與（yǔ）自（zì）動控製係（xì）統說（shuō）明
本（běn）裝置（zhì）的係統配置如圖 5.1 所示（shì）：

圖 5.1 流量檢測與（yǔ）控（kòng）製係統

其中：電磁流量計與渦輪流量計采用最新市售產品（25型），配有顯示直讀的百分比顯示（shì）儀和積算儀；文丘裏流量計和孔板流量計（jì）配有優質壓差傳（chuán）感器，配有直接顯示的電測儀（yí）。同時電測儀將壓差傳感（gǎn）器的電（diàn）信號經放大器放大後送入計算機，通（tōng）過（guò）非線性並（bìng）行處理軟件的處理，由計算機直接擬合成流量值（zhí）。
測量檢（jiǎn）測（cè）控製儀是（shì）用於對流量（liàng）、水泵的（de）控製方式選擇。當開關切向手動時，可利用（yòng）控製儀對水泵的（de）停、開和流量的大（dà）小進（jìn）行手動控製；當開關切向自動（dòng）時，可由人機對話方（fāng）式由計算（suàn）機實施對泵、流量和水位的自（zì）動控製（zhì）。
計算機係統是由 586 以上計算機、PLC-711S 工控卡及流（liú）量檢測與係統測控（kòng）軟件組成。係統具有數據采（cǎi）集、流量標定、數字流量顯（xiǎn）示、流量累積、流量與泵自動控製、流量（liàng）過程曲線繪製、水位測量、水位控製、成果打印等功能。
四、流量檢測與自動控製係統安裝（zhuāng）使用
1.係統安裝
1）打開計算機，啟動附件中係統工具的係統信息，在係統工具中找到硬件（jiàn）資源中的 I/O，查看 I/O 地址並找一個沒有被占用的地（dì）址，一般建議使用 300H。參（cān）照 PLC-711S 工（gōng）控卡說明書 P6 頁，將 PLC-711S 工控卡左上角的地址設置為 300H，然後將 PLC-711S 工控卡插入計算機的 ISA 插槽中；
2）按照流量檢測與控製教學實驗係統接線（xiàn）圖（附圖 1）安裝水箱、水（shuǐ）泵（bèng）、電機管道係統及計算機係統，並正確接線（xiàn）；
3）安（ān）裝 PLC-711S 工控卡的驅動程序；
將 PLC-711S 工（gōng）控卡的驅動程序光盤插入 CD-ROM 中，直接運行光盤根目（mù）錄下 Setup.exe，在主（zhǔ）菜（cài）單中選擇（zé） DLL DRIVERS 安裝驅動程序。驅動程序安裝完畢後，在安裝程（chéng）序的目錄中找到文件 Devinst.exe，進入 Devinst.exe 點擊 Setup 菜單下的 Device，進入到 I/O Device Installation 對話框，點擊“Add ”按扭，在（zài） List of Devices 中選擇 Advantech PLC-711/711B，點擊“Install”按（àn）扭添（tiān）加。點擊 I/O Device Installation 對話框中的“Setup” 按扭，設置（zhì） I/O 地址等於沒被占用的地址（如 000:PLC-711 I/O=300H）。
4）安裝（zhuāng）流量檢測與控製教學實驗係（xì）統軟件（jiàn）。將流量檢（jiǎn）測與控製教學實驗係統軟件光盤插入 CO-ROM中，直接運行光盤根目錄下
Setup.exe 即可。安裝完（wán）畢後，開始（shǐ）菜單中直接運（yùn）行程序下的流量檢測與控製下的 Hydro，或在安（ān）裝程序的目錄中找到文件（jiàn） Hydro.exe 直接運行，或（huò）建立快捷方式到桌麵上。
2.軟件使用說明流量檢測與控製（zhì）教學實驗係統軟件包括五個主（zhǔ）界麵：表格、曲線、係統圖、水位和率定。
運行（háng）流量檢（jiǎn）測與控製教學（xué）實驗係統軟件，首先（xiān）是一個歡迎界麵，單擊鼠標或（huò）按任意鍵進入軟件。進入軟件後出現的是表格界麵，表格內數值欄為各通道的實時采樣數據（jù）；誤差欄是以渦輪為基準與（yǔ）其它通道的相對差值；總流量為進入軟件開（kāi）始計時到當（dāng）前的累積流量值。如果水位超過上限值，表格的左邊會出現（xiàn）“水位過（guò）高”的報警燈；反之，表格的右邊會出現“水位過低（dī）”的報警燈。
點擊“曲線”進入（rù）曲線（xiàn）界麵，我們看到的坐標的縱軸是流量（liàng），橫軸是時間，綠色的是目標（biāo）線，藍色的流量曲線。曲線界麵中的“設定流量”、“退出係統”按（àn）扭和表格界麵的按（àn）扭功能相同，點擊“打印曲線”按扭，係統將給出標準的打印窗口打印當前（qián）曲線。
點（diǎn）擊“係統（tǒng）圖”進入係統（tǒng）圖界麵（miàn），我們可以看到流量檢測與控製係統管路全貌圖，該界麵中的按扭功能與表格界麵的按扭功能相同。
點擊“水位”進入水位界麵，左邊的（de）量筒模擬顯（xiǎn）示（shì）水位的（de）高度並實時刷新，兩個（gè）紅三角
表示水位的上下限，右邊的報警（jǐng）燈功能與表格中的報警燈（dēng）功能一致。用（yòng）戶進（jìn）入水位界麵時係統並沒有真正地處於控製（zhì）狀態，隻有點擊“執行”按（àn）扭以（yǐ）後，係統才進入水位的控製。注意：由於在水位（wèi）控製下係統將頻繁開關水泵，這對係統的壽命有一定的影（yǐng）響，因此建（jiàn）議用（yòng）戶在不演示水位控（kòng）製時，關閉水（shuǐ）位的進水閥。
點擊“率定（dìng）”進入率定界麵，在（zài）左邊（biān）的選擇通道欄中我們可（kě）以看（kàn）到數據信號的（de）五個通道，率定時可以（yǐ）單通道率定，也（yě）可以多通道同時率定，但水位通道不能與其他通（tōng）道一起（qǐ）率定，因為水位通道的數據是表示水位的高（gāo）度，而（ér）其它通（tōng）道是表示管道中（zhōng）水體的流量。率定（dìng）的手動狀態下進行，將渦輪流量計中（zhōng）的瞬時流量值除以 3 折算（suàn）成百分比值讀入到計算機輸入（rù）數據的方框內，單擊“確定”按扭寫入率定數據。率定數（shù）據至（zhì）少需要六組，各采樣點最好均勻分布各流（liú）段，數據間的間隔至少為（wéi） 5。為了得到更好數據（jù）擬合曲線，請盡量多采樣幾組數據，也可以在（zài）讀入同一個數（shù）據的情況下點“確定”按鈕幾次以形成多組率定數據。
率定界麵各參數說明如下：初流量：指電機（jī）在該範圍內執行單步逼近的操作。死區：指在該誤差範圍內係統認為流量達到目標流量，電機不動作。脈衝（chōng）寬度：指電機步長，即電機（jī）在（zài）初流量（liàng）範圍（wéi）內執行單步逼近操（cāo）作時，第一步的持續時間（jiān）。
脈衝間隔：指電機在（zài）初流量範圍內執行單步逼近操作時，兩步之間的時間間隔。平滑係數：指通過濾波來使曲線平滑（huá）的係數，該係數為 1 時，曲線處於無濾（lǜ）波狀態。以上各參數均（jun1）為經驗係數（shù），請（qǐng）初學者不要輕易改變參數設置。
五、實驗指導
1）實驗前準備工作檢（jiǎn）查孔板流量計（jì）、文丘（qiū）裏流量（liàng）計的壓差輸出端與壓差傳感器是否（fǒu）連接正確，高壓端是否
連接到傳感器的（de）帶紅點的進水管。關閉水位輸入端的閥門。將流（liú）量檢測控製儀的切換開關置於“手動（dòng）”狀態，關閉（bì）水泵和（hé）電源開關。打開顯示（shì）儀的總電源開（kāi）關，打開文（wén）丘裏流量計、孔板流量計和（hé）水位三個電測儀的電源。
將渦輪流量計積算儀（yí）的選擇開關 K3 打到（dào）低六位（wèi），選擇開關 K5 打（dǎ）到瞬時（shí），複零開關 K6 複零。利（lì）用電測儀麵板的調零旋扭（niǔ）將電（diàn）測儀調零。
打開計算機，進入流（liú）量檢測與控製（zhì）教學實驗係（xì）統軟件（在管道未充滿水流（liú）時，電磁流量計讀數偏大（dà）屬（shǔ）正常）。
2）開（kāi）始實驗在“手動”狀態下（xià），打開流量檢測控製儀的電源，開水泵，同時觀察流量檢測與控製教學實驗係統（tǒng）軟件表格中（zhōng）的流量數據。如果各通道的數據誤差極大或有些通道數據顯示為滿度或為零，請檢查該通道的連線（xiàn）是否正確。確認連續正確，數據誤差仍偏大，則（zé）必須重新率定數（shù）據（jù）。
表格中流量數據正常即可進行（háng）自動控製。將流量檢（jiǎn）測控製儀的（de）切換開關置於“自動”狀態，用戶（hù）可以根據需要設定流量，觀察係統流量的變化。軟件（jiàn）詳細操作見軟件使用說明。
水位實驗請進（jìn）入到（dào）水位界麵，打開水位進水閥，點擊執行按（àn）扭觀察水（shuǐ）位升（shēng）降對（duì）係統的控製。
3）實驗結束退出流量檢測與控製教學實驗係統軟件，依次關閉計算機、水泵、流量檢測控製儀電源，將流（liú）量檢測控（kòng）製儀的（de）切換開關置於“手動”狀態，再關閉（bì）文丘裏流量計、孔板（bǎn）流量計和水位三（sān）個電測儀的電源，關閉顯示儀的總電源。
六、實驗結果及（jí）要求（qiú）
1.試述電磁流量（liàng）計、渦輪流量計、文丘裏流量計和孔板流量計（jì）的（de）測試原理及性能。
2.試畫（huà）出該流（liú）量檢測與控製係統原理簡圖，並（bìng）說明其測試（shì）及控（kòng）製過程。

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