TW-CK10 西門子S7-300型PLC過程控製實驗裝置

該實驗裝置包括一組三容有機玻璃水箱，每個水箱均裝有液位傳感變送器；同時具有兩路供水係統，一路由德國循環泵、調節閥、電磁流量計組成，另一路由變頻器、德國循環泵、渦輪流量計組成，通過閥門切換，任何一組供水可以到達任何一個水箱。

另外，該實驗裝置專門設計了一隻常壓電加熱鍋爐，以完成溫度控製實驗。該電加熱鍋爐由鍋爐、防幹燒裝置組成。鍋爐分內膽和夾套兩層，內膽由電加熱器提供熱源，由一路供水係統提供水源，鍋爐內膽裝有防幹燒裝置以確保設備安全；夾套由一路供水係統提供冷卻水。通過改變電加熱器的加熱功率或冷卻水/待加熱水的流量來影響內膽水溫和夾套水溫。鍋爐內膽和夾套均安裝有熱電阻測溫元件。

此外，該實驗裝置還專門設計了一隻強製對流換熱器，用以完成傳熱溫度控製實驗；與此同時，用戶可選配純滯後盤管，用以完成純滯後補償控製、內模控製等實驗。

一、係統組成

1、控製對象

不鏽鋼儲水箱

有機玻璃三容水箱

不鏽鋼帶夾套電加熱鍋爐

強製對流換熱器

純滯後盤管

2、係統動力設備

德國循環泵

電加熱管

3、檢測傳感器

擴散矽壓力液位傳感變送器

渦輪流量計和流量積算儀

電磁流量計

Pt100熱電阻溫度測量變送器

4、執行機構

單相可控矽調壓裝置：用於調節電加熱管的加熱功率；

電動調節閥：用於調節一路供水的流量；

變頻器：通過調節離心泵的轉速以控製另一路供水的流量。

5、控製係統

學生實驗控製台（櫃）

帶485通訊數據采集與控製的A/D與D/A轉換模塊；

數字儀表控製器： AI818智能調節儀；

西門子S7-300係列可編程控製器。

6、軟件係統

DDC係統實驗軟件；

儀表係統實驗軟件；

西門子S7-300PLC係統的組態軟件與實驗軟件；

MCGS5.5監控與組態軟件。

7、設備其他指標

供電電源：交流電，單相三線220V

*大功耗：3.0KW

設備尺寸：1450×700×1900

二、實驗係列

1、液位控製係列實驗

三容液位對象特性測試

三容液位對象的單回路PID控製

三容液位對象的位式控製

上下水箱液位的串級控製與抗幹擾性測試

中下水箱液位的串級控製與抗幹擾性測試

上、中、下水箱的三閉環液位串級控製與抗幹擾性測試

上下水箱液位雙回路對象特性的獲取

上下水箱液位的雙回路控製

上下水箱液位的解耦控製

2、溫度控製係列實驗

鍋爐夾套溫度與內膽溫度雙回路對象特性的獲取

鍋爐夾套溫度與內膽溫度的雙回路控製

鍋爐夾套溫度與內膽溫度雙回路的解耦控製

純滯後盤管出口溫度的對象特性測試實驗

純滯後盤管出口溫度的單回路控製實驗

盤管出口溫度與鍋爐內膽溫度的串級控製

盤管出口溫度的單回路SMITH補償控製

盤管出口溫度與鍋爐內膽溫度的串級SMITH補償控製

盤管出口溫度的單回路內模控製

盤管出口溫度與鍋爐內膽溫度的串級內模控製

3、自主設計開發控製係統實驗

基於MCGS實時數據庫，並借助於MCGS腳本程序與中控教儀公司提供的範例程序，師生可自主設計開發具有個人創造性的控製係統，例如神經元控製、專家控製、自適應控製等現代控製方法；

基於數據采集與控製模塊所提供的輸入輸出實時數據，學生可直接采用Visual Basic或Visual C++自由構造控製係統，使學生體驗計算機控製係統的組成與實現方式，並在實際應用中提升其編程與調試能力。