TW-CK26 過程控製及自動化儀表實驗裝置

一、教學目的

過程控製及自動化儀表實訓裝置滿足《自動控製理論》、《過程控製》、《自動化儀表》以及《傳感器檢測與轉換技術》等課程的實驗教學。

二、裝置目的

1.本裝置的各種功能均綜合在一個實驗台上，采用積木式結構，係統結構緊湊、造型美觀大方、便於運輸及實驗室的多台布局。

2．對象小型化、適應性強、綜合性強，控製對象模型由不鏽鋼和有機玻璃水箱組成，實驗水箱在屏右邊能清楚看見，管道流程直觀、清晰。

3．參數全麵，涵蓋了液位、流量、壓力、溫度四大典型過程控製參數。

4．小型（小功率）執行元件，它們是二個磁力驅動泵和一個電加熱器，使整體結構更為緊湊、小型化。

5．係統控製方式多樣性主要有位式控製、連續控製、模擬PID控製、智能儀表控製、PLC控製、單片機控製、計算機控製、兩套磁力泵交流變頻調速控製和單相移相調壓控製等，並可組成不同的控製方式。

6、安全保護齊全

設有電壓型漏電保護器和電流型漏電保護器各一組；強電連接線及插座均采用全封閉結構，使用安全、可靠、防觸電；強、弱電連接及插座分開，不會混插，避免錯接線而損壞設備。

三、係統組成

本裝置集多參數控製為一體，由過程控製對象、傳感器、變送器、調節器、執行器、顯示器和計算機（用戶自配）等組成。

1、控製對象的模型由上、中、下三個水箱及一個儲水箱組成，上、中、下水箱由兩台磁力泵供水。上、中兩個水箱各裝有一個擴散矽壓力變送器來檢測壓力和液位；下水箱是一個複合式水箱，其中內筒不鏽鋼水箱中裝有500W電加熱器和PT100溫度傳感器。主管道上裝有小型渦輪流量計（定做）、小型閥門和兩台磁力驅動泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用於構成控製係統的被控參量。兩台磁力泵中的任一台都可作為調節通道或幹擾通道，模擬現場產生的幹擾信號，以驗證係統的穩定性和抗幹擾性能。

2、實驗掛箱

本裝置共提供九個實驗掛箱，分別是參考GK02傳感器輸出與顯示；參考GK03單片機

控製；參考GK04模擬PID實驗掛箱（配兩個）；可參考GK05位式、連續控製掛箱；參考GK-06麵板流程圖；參考GK07交流變頻器掛箱（配兩個）；參考GK08PLC控製器掛箱技術標準符合技術標準即可。

1.技術標準參考PC/PPI專用編程電纜線

2.RS232/485通訊轉換器

3.豪華型電腦桌

4.計算機（用戶自備）

5.上位機軟件

PLC編程環境軟件為技術標準參考7-Micro/WIN32，它可以對S7所有功能進行編程。

上位機具有二種監控軟件：

(1)技術標準參考MCGS工控組態軟件達到技術要求即可：利用PC/PPI電纜線組成PLC與MCGS工控組態軟件監控係統，以及利用RS232/485轉換器組成智能調節儀與MCGS工控組態軟件監控係統，可實現對被控對象過渡過程的數據采集和存儲，數據曲線的動態顯示和監控。MCGS工控組態軟件還可以對控製對象的圖形任意組態，動態顯示，編製控製策略，輸出實時曲線、曆史曲線、實時數據、曆史數據，打印工程報表，操作菜單設計等

一係列強大的功能。

(2)單片機數據采集與算法控製軟件：利用RS232通信接口，配合單片機控製與計算機算法控製軟件，實現各種數字式PID運算控製和各種先進的智能控製，並實現數據實時采集作圖。而且可使用MATLAB數學軟件編製各種新型的、先進的控製算法。另外單片機還可作為獨立的控製器對係統進行控製。

（四）技術指標

1.供電電源：單相三線220V±10%50Hz

2.整機*大功耗：＜1kVA

（五）基本實驗項目

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

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）

9.雙容水箱液位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）

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.液位串級控製實驗

15.計算機控製係統

16.單片機控製係統

17.單容自衡水箱的對象特性測試實驗

18.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗

19.單容液位控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

20.雙容液位控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

21.流量定值控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

22.溫度位式控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

23.溫度連續控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

24.PLC上下水箱液位串級控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

25.液位流量串級控製實驗——利用PC/PPI通訊電纜、技術標準參考MCGS組態軟件

26.技術標準參考基於單回路PID控製實驗

27.技術標準參考基於的串級PID控製實驗