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)

序號

名 稱

規格、參數

數量

1. 

實訓平台

實訓對象台架全部采用不鏽鋼框架
使用壽命增強不易生鏽機械強度高

1套

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

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

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
不鏽鋼溫控實驗箱1隻 由加熱箱、加熱環、Pt100、溫度變送器組成,加熱箱內無水斷電保護裝置,也防止溫度幹燒。
儲水箱自動進、排水裝置1套  其中儲水箱底部裝有出水閥,水箱需要更換水時,把出水閥打開將水直接排出。

1套

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
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,比普通的電動閥貴

1隻

6. 

單相磁力

無泄漏,低噪音,單相 220VAC,90W。
聲音比較小,有利於實驗室保持安靜,工作的穩定性非常好。

1台

7. 

三相磁力泵

無泄漏,低噪音,三相220VAC,180W,揚程8米。

1台

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

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

10. 

加熱環  

功率:1800W,220VAC。
具有防幹燒保護功能

1隻

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

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

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

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

15. 

單片機控製

4模擬量輸入,2模擬量輸出

1套

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

17. 

智能儀表控製係統

AI 808P智能儀表

2台

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

19. 

繼電器

小型繼電器

1隻

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

21. 

液麵探頭

 

2隻

22. 

配有24v直流穩壓電源

提供直流24V電源

1隻

23. 

帶護套手槍式連接導線及配件

——

1套

24. 

網絡控製軟件

上位機軟件
擁有完善的編程軟件、過程裝置管理軟件及上位監控管理軟件,配備MCGS工控組態軟件(DEMO),單片機數據采集與Matlab算法控製軟件, PLC編程軟件:
MCGS工控組態軟件
每套過程控製實驗裝置需配置一台上位監控PC機,在智能儀表控製與PLC控製係統的PC機上安裝有MCGS工控組態軟件,能夠對設定值、輸出值、P、I、D及各類可寫參數進行操作,觀看動態變化棒圖顯示、測量值實時曲線等。

1套

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