TW-CK29 過程控制綜合實驗裝置
一、概述
1、過程控制綜合實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對其進行測量、控制，分析過程參數(shù)變化特性，研究過程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實驗設(shè)備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實際，使用安全，運行穩(wěn)定，維護簡單，性價比優(yōu)越。過程控制綜合實驗裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實際工業(yè)現(xiàn)場使用的控制手段，采用聲光報警系統(tǒng)，并提供用戶更友好的二次開發(fā)接口。
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2、過程控制綜合實驗裝置可滿足“自動調(diào)節(jié)原理”，“過程控制”，“控制儀表”，“自動檢測技術(shù)與傳感器”,“計算機”及相關(guān)課程的教學(xué)實驗需求；
3、過程控制綜合實驗裝置可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運行監(jiān)控人員的實習(xí)、培訓(xùn)實驗設(shè)備。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點：
1、分體式設(shè)計，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,模擬PID控制,單片機和計算機控制組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。
2、二水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
3、實驗柜完全敞開設(shè)計，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護。
4、人性化設(shè)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(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會打好結(jié)實基礎(chǔ)。
6、安全度高，系統(tǒng)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制等，力求保護人身、設(shè)備安全。
7、開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)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(jù)記錄的實時曲線進行理論分析等。
8、鍋爐加熱程控保護系統(tǒng)：
（1）加熱電路加有保險管進行過載保護，并具有防干燒保護功能；
（2）鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):
1.工作電源：單相三線 220V±5% 50Hz；
2. 整機容量：<5KVA
3.控制信號：電壓0～5V；電流4～20MA;
4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm
5.上位計算機組態(tài)軟件
6.可以同時對三個參數(shù)進行采集，比如，一組測流量，一組測溫度，一組測壓力；
7.重量：實驗臺+實驗架，約重250Kg
四、系統(tǒng)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(guī)格、參數(shù) |
數(shù)量 |
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1. |
實訓(xùn)平臺 |
實訓(xùn)對象臺架全部采用不銹鋼框架 |
1套 |
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2. |
實訓(xùn)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(guān)控制，另控制屏內(nèi)部設(shè)有電流型漏電保護器，配有漏電報警指示燈和告警復(fù)位按鈕，安全性符合國際標(biāo)準(zhǔn)。實訓(xùn)裝置的電網(wǎng)電壓由一只指針式交流電壓表監(jiān)示。通過鑰匙開關(guān)和啟?？刂瓢粹o，使強電系統(tǒng)的操作更為安全方便，進行實訓(xùn)時鑰匙開關(guān)鑰匙由老師保管，等檢查無誤時由老師打開鑰匙開關(guān)。并設(shè)置有執(zhí)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(biāo)準(zhǔn)的IEC信號接口。執(zhí)行機構(gòu)接口有單相可控硅移相調(diào)壓裝置、三相不銹鋼磁力泵及電加熱管組成。并將對象系統(tǒng)各傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號同面板上的插座相連，便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。 |
1套 |
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3. |
電腦桌 |
型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 |
1張 |
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4. |
控制對象 |
包括2只上水箱、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃，結(jié)構(gòu)包括緩沖槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相關(guān)實驗，水箱容積17.5*10-3m3采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不銹鋼板制成 |
1套 |
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5. |
HONEYWELL智能電動調(diào)節(jié)閥 |
等百分比特性內(nèi)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只 |
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6. |
單相磁力 |
無泄漏，低噪音，單相 220VAC，90W。 |
1臺 |
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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臺 |
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8. |
交流變頻控制（日本三菱） |
采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型變頻器，控制信號輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵。 |
1臺 |
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9. |
溫控調(diào)壓模塊+散熱器 |
全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號：4-20mADC。 |
1套 |
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10. |
加熱環(huán) |
功率：1800W，220VAC。 |
1只 |
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11. |
擴散硅壓力變送器（液位） |
選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
2只 |
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12. |
壓力變送器 |
選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
1只 |
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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. |
單片機控制 |
4模擬量輸入，2模擬量輸出 |
1套 |
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16. |
PID調(diào)節(jié)器控制 |
硬件模擬PID控制掛箱由給定信號源、比例積分微分設(shè)定旋鈕以及PID調(diào)節(jié)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(huán)控制實驗。 |
1臺 |
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17. |
智能儀表控制系統(tǒng) |
AI 808P智能儀表 |
2臺 |
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18. |
PLC控制系統(tǒng) |
采用西門子S7-200 SMART主機CPU SR20(自帶以太網(wǎng)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、多通道輸入控制實驗。 |
1套 |
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19. |
繼電器 |
小型繼電器 |
1只 |
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20. |
電磁閥 |
電磁閥作為電動調(diào)節(jié)閥的旁路，可以實現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過手動閥開度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。 |
1只 |
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21. |
液面探頭 |
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2只 |
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22. |
配有24v直流穩(wěn)壓電源 |
提供直流24V電源 |
1只 |
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23. |
帶護套手槍式連接導(dǎo)線及配件 |
—— |
1套 |
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24. |
網(wǎng)絡(luò)控制軟件 |
上位機軟件 |
1套 |
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25. |
PLC編程軟件 |
PLC的編程環(huán)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(guān)系后，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(jiān)控等。 |
1套 |
五、系統(tǒng)能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調(diào)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.溫度位式控制實驗（智能儀表控制、PLC控制，共有兩種模式）
6.溫度連續(xù)控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
7.智能儀表控制實驗
8.單容水箱液位控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
9.雙容水箱液位控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
10.流量定值控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
11.單容水箱壓力PID控制實驗（單片機控制、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制，共有四種模式）
12.單回路控制系統(tǒng)的質(zhì)量研究
13.串級控制系統(tǒng)連接實驗
14.液位串級PID控制實驗
15.計算機控制系統(tǒng)
16.單片機控制系統(tǒng)
17.PLC上下水箱液位串級控制實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
18.液位流量串級控制實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
19.基于MATLAB的單回路PID控制實驗
20.基于MATLAB的串級PID控制實驗
