JG•
一、概述
1 、過程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置（ Process Control System ，簡稱 PCS ），是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量、控制，分析過程參數(shù)變化特性，研究過程控制規(guī)律 ( 如 PID 控制 ) 的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，過程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實(shí)際，使用安全，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，性價(jià)比優(yōu)越。本裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的控制手段，采用聲光報(bào)警系統(tǒng)，并提供用戶更友好的二次開發(fā)接口。
2 、可滿足“自動(dòng)調(diào)節(jié)原理”，“過程控制”，“控制儀表”，“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與傳感器” , “計(jì)算機(jī)”及相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求；
3 、可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控人員的實(shí)習(xí)、培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：
1 、分體式設(shè)計(jì)，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇、 PLC 控制，儀表控制 , 模擬 PID 控制和計(jì)算機(jī)控制組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測(cè)控制裝置、鍋爐加熱裝置。
2 、二水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
3 、實(shí)驗(yàn)柜完全敞開設(shè)計(jì)，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。
4 、人性化設(shè)計(jì)，配有儲(chǔ)水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實(shí)驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。為實(shí)驗(yàn)文明操作提供條件。
5 、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)。為以后走上社會(huì)打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。
6 、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，帶保護(hù)套的專用實(shí)驗(yàn)電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動(dòng)控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。
7 、開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動(dòng)手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗(yàn)證、可根據(jù)記錄的實(shí)時(shí)曲線進(jìn)行理論分析等。
8 、鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)：
（ 1 ）加熱電路加有保險(xiǎn)管進(jìn)行過載保護(hù)，并具有防干燒保護(hù)功能；
（ 2 ）鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護(hù)裝置，水位不達(dá)到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
9 、 電源啟停控制方式；采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
1 0 、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾：
（ 1 ）各種電源及各種儀表具有可靠的保護(hù)功能
（ 2 ）各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混插的問題。
三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) :
1. 工作電源：單相三線 22 0V ± 5% 50Hz ；
2. 整機(jī)容量： <5KVA
3. 控制信號(hào)：電壓 0 ～ 5V ；電流 4 ～ 20MA;
4. 外形尺寸： 1720mm × 730mm × 1600mm
5. 上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件
6. 可以同時(shí)對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，比如，一組測(cè)流量，一組測(cè)溫度，一組測(cè)壓力；
7. 重量：實(shí)驗(yàn)臺(tái) + 實(shí)驗(yàn)架，約重 250Kg
四、系統(tǒng)主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
序號(hào) |
名 稱 |
規(guī)格、參數(shù) |
數(shù)量 |
• |
實(shí)訓(xùn)平臺(tái) |
實(shí)訓(xùn)對(duì)象 臺(tái)架全部采用不銹鋼框架 使用 壽命增強(qiáng)不易生銹 機(jī)械 強(qiáng)度高 |
1 套 |
• |
實(shí)訓(xùn)屏 |
提供實(shí)驗(yàn)所需的單相 AC220V 電源，總電源由帶漏電保護(hù)的空氣開關(guān)控制，另控制屏內(nèi)部設(shè)有電流型漏電保護(hù)器，配有漏電報(bào)警指示燈和告警復(fù)位按鈕，安全性符合國際標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)訓(xùn)裝置的電網(wǎng)電壓由一只指針式交流電壓表監(jiān)示。通過鑰匙開關(guān)和啟停控制按鈕，使強(qiáng)電系統(tǒng)的操作更為安全方便，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)鑰匙開關(guān)鑰匙由老師保管，等檢查無誤時(shí)由老師打開鑰匙開關(guān)。并設(shè)置有執(zhí)行元件輸入輸出接口、模擬量信號(hào)輸入輸出接口。所有信號(hào)接口均采用國際標(biāo)準(zhǔn)的 IEC 信號(hào)接口。執(zhí)行機(jī)構(gòu)接口有單相可控硅移相調(diào)壓裝置、三相不銹鋼磁力泵及電加熱管組成。并將對(duì)象系統(tǒng)各傳感器檢測(cè)及執(zhí)行器控制信號(hào)同面板上的插座相連，便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。 |
1 套 |
• |
電腦桌 |
型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計(jì)算機(jī)，下方裝有萬向輪。尺寸： 560mm × 600mm × 1020mm 。 |
1 張 |
• |
控制對(duì)象 |
包括 2 只上水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，結(jié)構(gòu)包括緩沖槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相關(guān)實(shí)驗(yàn)，水箱采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成 不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱 1 只 由加熱箱、加熱環(huán)、 Pt100 、溫度變送器組成，加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置，也防止溫度干燒。 儲(chǔ)水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置 1 套 其中儲(chǔ)水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開將水直接排出。 |
1 套 |
• |
HONEYWELL 智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 |
等百分比特性內(nèi)置侍服放大器 , 稀土永磁同步電機(jī) , 體積小 , 力矩大 . 工作電壓 24VAC ，輸入電流 4-20mADC 等百分比特性內(nèi)置侍服放大器 , 稀土永磁同步電機(jī) , 體積小 , 力矩大 , 比普通的電動(dòng)閥貴 |
1 只 |
• |
單相磁力 泵 |
無泄漏，低噪音，單相 220VAC ， 90W 。 聲音比較小，有利于實(shí)驗(yàn)室保持安靜，工作的穩(wěn)定性非常好。 |
1 臺(tái) |
• |
三相磁力泵 |
無泄漏，低噪音，三相 220VAC ， 180W ，揚(yáng)程 8 米。 |
1 臺(tái) |
• |
交流變頻控制（西門子） |
采用西門子公司的 V20 0.37KW 型 變頻器，控制信號(hào)輸入為 4 ～ 20mADC 或 0 ～ 5VDC ， 交流 220V 變頻 輸出用來驅(qū)動(dòng)三相磁力驅(qū)動(dòng)泵。 |
1 臺(tái) |
• |
溫控調(diào)壓模塊 + 散熱器 |
全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號(hào)： 4-20mADC 。
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1 套 |
• |
加熱環(huán) |
功率： 1800W ， 220VAC 。 具有防干燒保護(hù)功能 |
1 只 |
• |
擴(kuò)散硅壓力變送器（液位） |
選用西門子 QBE2103 壓力變送器探頭。 0.5 級(jí)精度；輸出信號(hào)：選 4-20mADC （二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（ 1Cri18Ni9Ti ）。 |
2 只 |
• |
壓力變送器 |
選用西門子 QBE2103 壓力 變送器 。 0.5 級(jí)精度；輸出信號(hào)：選 4-20mADC （二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（ 1Cri18Ni9Ti ）。 |
1 只 |
• |
Pt100 溫度傳感器及溫度變送器 |
Pt100 ： A 級(jí)；溫度變送器： 0.5 級(jí)精度， 0-100 ℃。 |
1 套 |
• |
渦輪流量計(jì)及流量變送器 |
（ 1 ）量程：選 0-1200L/h ；（ 2 ）輸出信號(hào)： 4-20mADC ；（ 3 ）精度： 0.5 級(jí)。 |
2 套 |
• |
PID 調(diào)節(jié)器控制 |
硬件模擬 PID 控制掛箱由給定信號(hào)源、比例積分微分設(shè)定旋鈕以及 PID 調(diào)節(jié)回路組成，以上組成部分均由硬件給出動(dòng)作，可完成單 / 雙閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)。 |
1 臺(tái) |
• |
智能儀表控制系統(tǒng) |
AI 808P 智能儀表 |
2 臺(tái) |
• |
PLC 控制系統(tǒng) |
采用西門子 S7-200 SMART 主機(jī) CPU SR 20 ( 自帶以太網(wǎng)通訊口 ) ，配置一個(gè) 4 入 /2 出模擬量模塊 EM AM06 ，可完成所有單通道輸出、多通道輸入控制實(shí)驗(yàn)。 |
1 套 |
• |
繼電器 |
歐姆龍小型繼電器 |
1 只 |
• |
電磁閥 |
電磁閥作為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路，可以實(shí)現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過手動(dòng)閥開度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。 |
1 只 |
• |
液面探頭 |
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2 只 |
• |
配有 24v 直流穩(wěn)壓電源 |
提供直流 24V 電源 |
1 只 |
• |
護(hù)套疊插式連接導(dǎo)線及配件 |
—— |
1 套 |
• |
網(wǎng)絡(luò)控制軟件 |
上位機(jī)軟件 擁有完善的編程軟件、過程裝置管理軟件及上位監(jiān)控管理軟件，配備 MCGS 工控組態(tài)軟件（ DEMO ），單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與 Matlab 算法控制軟件， PLC 編程軟件： • MCGS 工控組態(tài)軟件 每套過程控制實(shí)驗(yàn)裝置需配置一臺(tái)上位監(jiān)控 PC 機(jī)，在智能儀表控制與 PLC 控制系統(tǒng)的 PC 機(jī)上安裝有 MCGS 工控組態(tài)軟件，能夠?qū)υO(shè)定值、輸出值、 P 、 I 、 D 及各類可寫參數(shù)進(jìn)行操作，觀看動(dòng)態(tài)變化棒圖顯示、測(cè)量值實(shí)時(shí)曲線等。 |
1 套 |
• |
PLC 編程軟件 |
PLC的編程環(huán)境軟件，通過通訊電纜線使PLC與計(jì)算機(jī)使用本軟件建立通訊關(guān)系后，使用本軟件可以對(duì)PLC的所有功能進(jìn)行編程，對(duì)編寫好的程序進(jìn)行下裝，對(duì)已運(yùn)行程序進(jìn)行在線編程或監(jiān)控等。 |
1 套 |
• |
電腦 |
聯(lián)想I7-9700/8G/1T/2G獨(dú)立顯卡/ DVDRW/23.8英寸 |
1 臺(tái) |
五、系統(tǒng)能完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1. 實(shí)驗(yàn)裝置的基本操作與儀表調(diào)試
2. 壓力變送器的零點(diǎn)遷移和性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
3. 單容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
4. 雙容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5. 溫度位式控制實(shí)驗(yàn)（智能儀表控制、 PLC 控制）
6. 溫度連續(xù)控制實(shí)驗(yàn)（智能儀表控制、 PLC 控制和模擬 PID 控制）
7. 智能儀表控制實(shí)驗(yàn)
8. 單容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)（ PLC 控制和模擬 PID 控制）
9. 雙容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)（智能儀表控制、 PLC 控制和模擬 PID 控制）
10. 流量定值控制實(shí)驗(yàn)（智能儀表控制、 PLC 控制和模擬 PID 控制）
11. 單容水箱壓力 PID 控制實(shí)驗(yàn)（智能儀表控制、 PLC 控制和模擬 PID 控制）
12. 單回路控制系統(tǒng)的質(zhì)量研究
13. 串級(jí)控制系統(tǒng)連接實(shí)驗(yàn)
14. 液位串級(jí) PID 控制實(shí)驗(yàn)
15. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
16. 單片機(jī)控制系統(tǒng)
17.PLC 上下水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)——利用通訊電纜、 MCGS 組態(tài)軟件
18. 液位流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)——利用通訊電纜、 MCGS 組態(tài)軟件
19. 基于 MATLAB 的單回路 PID 控制實(shí)驗(yàn)
20. 基于 MATLAB 的串級(jí) PID 控制實(shí)驗(yàn)
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