TW-CK29 過程控製綜合實驗裝置
一、概述
1、過程控製綜合實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現代工業生產過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數，對其進行測量、控製，分析過程參數變化特性，研究過程控製規律(如PID控製)的教學實驗設備，過程控製綜合實驗裝置選用智能化的工業用儀器儀表，接近工業實際，使用安全，運行穩定，維護簡單，性價比優越。過程控製綜合實驗裝置集合多種控製方式，再現實際工業現場使用的控製手段，采用聲光報警係統，並提供用戶更友好的二次開發接口。
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2、過程控製綜合實驗裝置可滿足“自動調節原理”，“過程控製”，“控製儀表”，“自動檢測技術與傳感器”,“計算機”及相關課程的教學實驗需求；
3、過程控製綜合實驗裝置可作為有關企業技術人員、儀表操作人員、係統運行監控人員的實習、培訓實驗設備。
二、產品結構與特點：
1、分體式設計，模塊化組裝式結構，可以根據不同的需要選擇、PLC控製，儀表控製,模擬PID控製,單片機和計算機控製組成不同的控製係統。含有常規水箱檢測控製裝置、鍋爐加熱裝置。
2、二水箱配置；雙路供水係統。
3、實驗櫃完全敞開設計，內部器件全部可視，有利直觀教學和維護。
4、人性化設計，配有儲水箱，進排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強度。為實驗文明操作提供條件。
5、裝置的儀表、部件均選用現代化技術工業級產品，智能化程度高。精度好，規格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業現場知識。為以後走上社會打好結實基礎。
6、安全度高，係統配有漏電保護，帶保護套的專用實驗電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動控製等，力求保護人身、設備安全。
7、開放度好，在教師指導下，學生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據記錄的實時曲線進行理論分析等。
8、鍋爐加熱程控保護係統：
（1）加熱電路加有保險管進行過載保護，並具有防幹燒保護功能；
（2）鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，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。
三、係統技術參數:
1.工作電源：單相三線 220V±5% 50Hz；
2. 整機容量：<5KVA
3.控製信號：電壓0～5V；電流4～20MA;
4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm
5.上位計算機組態軟件
6.可以同時對三個參數進行采集，比如，一組測流量，一組測溫度，一組測壓力；
7.重量：實驗台+實驗架，約重250Kg
四、係統主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
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序號 |
名 稱 |
規格、參數 |
數量 |
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1. |
實訓平台 |
實訓對象台架全部采用不鏽鋼框架 |
1套 |
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2. |
實訓屏 |
提供實驗所需的單相AC220V電源，總電源由帶漏電保護的空氣開關控製，另控製屏內部設有電流型漏電保護器，配有漏電報警指示燈和告警複位按鈕，安全性符合國際標準。實訓裝置的電網電壓由一隻指針式交流電壓表監示。通過鑰匙開關和啟停控製按鈕，使強電係統的操作更為安全方便，進行實訓時鑰匙開關鑰匙由老師保管，等檢查無誤時由老師打開鑰匙開關。並設置有執行元件輸入輸出接口、模擬量信號輸入輸出接口。所有信號接口均采用國際標準的IEC信號接口。執行機構接口有單相可控矽移相調壓裝置、三相不鏽鋼磁力泵及電加熱管組成。並將對象係統各傳感器檢測及執行器控製信號同麵板上的插座相連，便於學生自己連線組成不同的控製係統。 |
1套 |
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3. |
電腦桌 |
型材和鈑金結構，用於放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 |
1張 |
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4. |
控製對象 |
包括2隻上水箱、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優質有機玻璃，結構包括緩衝槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相關實驗，水箱容積17.5*10-3m3采用優質有機玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不鏽鋼板製成 |
1套 |
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5. |
HONEYWELL智能電動調節閥 |
等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC |
1隻 |
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6. |
單相磁力 |
無泄漏，低噪音，單相 220VAC，90W。 |
1台 |
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7. |
三相磁力泵 |
無泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚程8米。 |
1台 |
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8. |
交流變頻控製（日本三菱） |
采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型變頻器，控製信號輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來驅動三相磁力驅動泵。 |
1台 |
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9. |
溫控調壓模塊+散熱器 |
全隔離單相交流可控矽調壓模塊；控製信號：4-20mADC。 |
1套 |
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10. |
加熱環 |
功率：1800W，220VAC。 |
1隻 |
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11. |
擴散矽壓力變送器（液位） |
選用美國NovaSensor原裝進口的擴散矽隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線製）；接頭及外殼材料：不鏽鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
2隻 |
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12. |
壓力變送器 |
選用美國NovaSensor原裝進口的擴散矽隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線製）；接頭及外殼材料：不鏽鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
1隻 |
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13. |
Pt100溫度傳感器及溫度變送器 |
Pt100：A級；溫度變送器：0.5級精度，0-100℃。 |
1套 |
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14. |
渦輪流量計及流量變送器 |
（1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。 |
2套 |
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15. |
單片機控製 |
4模擬量輸入，2模擬量輸出 |
1套 |
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16. |
PID調節器控製 |
硬件模擬PID控製掛箱由給定信號源、比例積分微分設定旋鈕以及PID調節回路組成，以上組成部分均由硬件給出動作，可完成單/雙閉環控製實驗。 |
1台 |
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17. |
智能儀表控製係統 |
AI 808P智能儀表 |
2台 |
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18. |
PLC控製係統 |
采用西門子S7-200 SMART主機CPU SR20(自帶以太網通訊口)，配置一個4入/2出模擬量模塊EM AM06，可完成所有單通道輸出、多通道輸入控製實驗。 |
1套 |
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19. |
繼電器 |
小型繼電器 |
1隻 |
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20. |
電磁閥 |
電磁閥作為電動調節閥的旁路，可以實現階躍和脈衝幹擾，通過手動閥開度可調節階躍和脈衝幹擾的大小。 |
1隻 |
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21. |
液麵探頭 |
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2隻 |
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22. |
配有24v直流穩壓電源 |
提供直流24V電源 |
1隻 |
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23. |
帶護套手槍式連接導線及配件 |
—— |
1套 |
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24. |
網絡控製軟件 |
上位機軟件 |
1套 |
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25. |
PLC編程軟件 |
PLC的編程環境軟件，通過通訊電纜線使PLC與計算機使用本軟件建立通訊關係後，使用本軟件可以對PLC的所有功能進行編程，對編寫好的程序進行下裝，對已運行程序進行在線編程或監控等。 |
1套 |
五、係統能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調試
2.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗
3.單容自衡水箱的對象特性測試實驗
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗
5.溫度位式控製實驗（智能儀表控製、PLC控製，共有兩種模式）
6.溫度連續控製實驗（單片機控製、智能儀表控製、PLC控製和模擬PID控製，共有四種模式）
7.智能儀表控製實驗
8.單容水箱液位控製實驗（單片機控製、智能儀表控製、PLC控製和模擬PID控製，共有四種模式）
9.雙容水箱液位控製實驗（單片機控製、智能儀表控製、PLC控製和模擬PID控製，共有四種模式）
10.流量定值控製實驗（單片機控製、智能儀表控製、PLC控製和模擬PID控製，共有四種模式）
11.單容水箱壓力PID控製實驗（單片機控製、智能儀表控製、PLC控製和模擬PID控製，共有四種模式）
12.單回路控製係統的質量研究
13.串級控製係統連接實驗
14.液位串級PID控製實驗
15.計算機控製係統
16.單片機控製係統
17.PLC上下水箱液位串級控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態軟件
18.液位流量串級控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態軟件
19.基於MATLAB的單回路PID控製實驗
20.基於MATLAB的串級PID控製實驗
