TWB-GK2 型過程控製實驗裝置
控製工程實驗室擬購過程控製實驗設備應能模擬工業化過程控製的各個環節和流程，要求結構清晰簡潔，可以直觀地體現各個環節的執行和檢測機構。學生通過計算機軟件設計控製方法，並能夠直接觀察控製效果。設備應滿足以下要求：
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一、安全保護體係
(一)鍋爐加熱程控保護係統
1.鍋爐加熱內膽由水位液位保護，水位不達到一定的高度，控製係統不能控製可控矽調壓器工作。
(二)電源保護措施
1.電流型漏電保護器。
2.兩相電源加有保險管，防止斷路。
(三)電源啟停控製方式
采用啟停按鈕控製接觸器來控製電源的啟停。
(四)漏電保護裝置及安全性和安全承諾
(五)各種電源及各種儀表的可靠的保護功能
1.各種電源及各種儀表的強電采用開關控製，學生不能自行接線，不存在強弱電混插的問題。
2.實驗連接線及插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發生。
二、係統簡要描述
1.實驗對象
由不鏽鋼儲水箱、有機玻璃三容水箱（上中下三隻串接）、三相電加熱不鏽鋼帶夾套鍋爐、強製對流換熱器、不鏽鋼純滯後盤管組成。其中主要對象的進水管路的切換閥要求采用優質的電磁閥，可以實現手動開關和計算機直接控製開關。
使用功率可調節的循環水泵控製；
執行機構包括三相可控矽移相調壓裝置、電動調節閥、變頻器、電磁閥、三相電加熱管等；
檢測傳感器包括擴散矽壓力液位傳感器（分別檢測三隻水箱液位）；渦輪流量計及流量積算儀、電磁流量計（分別用來檢測動力支路的水流量）；熱電阻溫度傳感器、溫度變送器（分別檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套、熱交換器冷、熱出水口及純滯後盤管出水口水溫）。
2.控製係統
控製係統的結構應該靈活多樣，能夠支持PLC集中控製方式、智能儀表控製方式、計算機直接控製方式等。
控製信號和檢測信號必須經過信號調理和放大，提供標準接口信號，可以與通用的控製和檢測設備連接。
提供係統內所有相關的軟件。
可以支持多台計算機網絡化控製，能夠滿足一個班級的學生同時進行實驗。
3.保護裝置
係統必須配備故障保護裝置，裝有漏電保護空氣開關、漏電保護器，充分考慮人身安全保護；配置帶鑰匙的電源啟動控製回路和保險絲，每一組強電輸出都應由旋鈕開關控製，保證設備安全，操作控製便捷；裝有指示燈，能使強電信息一目了然。
4.技術參數
工作電源：三相四線 380V±5% 50Hz
外形尺寸：對象高度不超過1600mm，長度不超過3000mm。
實驗台高度不超過1600mm，長度不超過2000mm
整機容量：小於5KVA。
三、上位過程控製係統
1.上位控製操作/實驗麵板
(1)上位控製操作/實驗麵板：鋁質噴塑結構。
(2）強電控製麵板：裝有漏電保護空氣開關、電流型漏電保護器，充分考慮人身安全保護；配置帶鑰匙的電源啟動控製回路和多組保險絲，同時每一組強電輸出都有旋鈕開關控製，保證設備安全，操作控製便捷；裝有分相電壓表、指示燈，直觀，強電信息一目了然；裝有變頻器及其控製接口麵板，方便變頻器熟悉、操作和應用。
(3)控製器麵板：變頻控製器麵板、S7-200PLC控製器麵板、智能儀表控製麵板、DDC遠程數據采集控製麵板。
(4)信號接口麵板：控製對象中的儀表信號和電氣信號轉移到信號接線板上，提供AI、AO、DO等傳感器檢測及執行器控製信號接口，便於學生自己連線組成不同的控製係統。實驗者通過安全型接插式導線將實驗板與信號板之間進行不同的配線，以完成過程控製各類實驗。
2.上位過程控製係統配置
(1)SMART200PLC控製係統
隨著科技的發展，PLC即使是Micro PLC，也可以勝任多種控製任務。本產品提供的PLC控製係統主機選用西門子的SMART200係列，主要展示小型（Micro）PLC在滿足小規模的控製任務中的表現，為培養工程化人才提供更多更強的實驗平台。用戶可根據自己學校的實際情況選用例如其他生產廠家的小型PLC
(2)智能儀表控製係統
儀表控製係統核心為帶通信功能的各種儀表，儀表內集成了各種算法，根據現場情況整定儀表控製算法的各種參數，達到控製效果。同時帶通訊功能的儀表與上位計算機的軟件平台通訊。儀表各種參數和過程值進入軟件平台（一般為工控組態軟件）的數據庫，再加上組態的流程畫麵和操作界麵，可以方便在上位計算機整定參數，對過程值進行記錄分析。
(3)DDC控製係統
DDC控製係統一般有兩種形式，一種采用外部數據采集模塊的形式，其核心為帶RS485通訊的數據采集模塊和計算機算法軟件；另一種采用工控機和ISA或PCI插槽的數據采集板卡。外部數據采集模塊由於安裝方便，同時就地安裝時采用通訊方式向計算機送數據不存在信號衰減，因此本產品采用第一種方式的應用。用戶可根據自己學校的實際情況選用第二種方式的應用（例如研華A/D、D/A、采樣板卡）。
在控製台直接裝有數據采集模塊，同時利用工控軟件MCGS中強大的算法組態功能，便捷的組建一個帶人機界麵的DDC控製係統。在DDC係統中提供開放的算法軟件供實驗和算法編程參考，方便實驗教學和工程人才培養。
四、實驗項目
本裝置能完成如下實驗項目內容：
1、過程控製係統組成認識實驗
（1）過程控製及檢測裝置硬件結構組成認識
（2）傳感器的校正（零點遷移與量程調整）
2、被控對象特性測試實驗
（3）單容水箱特性測試實驗
（4）雙容水箱特性測試實驗
（5）三容水箱特性測試實驗
3、單回路控製係統實驗
（6）單回路控製係統的實驗
（7）上水箱（或下水箱）液位的定值控製實驗
（8）雙容水箱液位的定值控製實驗
（9）鍋爐內膽靜態水溫的定值控製實驗
（10）鍋爐內膽動態水溫的定值控製實驗
（11）鍋爐夾套水溫的定值控製實驗
（12）電動閥支路流量的定值控製實驗
（13）變頻調速磁力泵支路流量的定值控製實驗
4、溫度位式控製係統實驗
（14）鍋爐內膽水溫位式控製實驗
5、串級控製係統的實驗
（15）串級控製係統的連接實驗
（16）水箱液位串級控製實驗
（17）上水箱液位與電動調節閽流量的串級控製實驗
（18）上水箱液位與變頻調速磁力泵支路流量的串級控製實驗
（19）鍋爐內膽水溫與鍋爐內受到影響循環水流量的串級控製實驗
（20）盤管出水口水溫與熱水流量的串級控製實驗
6、比值控製係統實驗
（21）單閉環流量比值控製實驗
（22）雙閉環流量比值控製實驗
五、所有設備均提供開放的接口，可以進行二次開發，為綜合實驗、設計實驗、創新性實驗提供方便。
