TW-CK11 現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制實(shí)驗(yàn)裝置
一、概述：
現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制實(shí)驗(yàn)裝置是一套基于PCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它是集自動(dòng)化儀表技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)為一體的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。系統(tǒng)包括流量、溫度、液位等熱工參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)測(cè)定、單回路控制、串級(jí)控制、前饋控制、比值控制等多種控制形式?？刂葡到y(tǒng)采用西門子的分布式I/O單元ET200M，監(jiān)控軟件采用SIMATICWINCC。采用現(xiàn)場(chǎng)總線的液位變送器、壓力變送器、渦輪流量計(jì)、變頻器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、溫度變送器以及分布式I/O模塊。該實(shí)驗(yàn)裝置既可作為本科、專科、高職過程控制課程的實(shí)驗(yàn)裝置，也可作為研究生及科研人員在復(fù)雜控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)研究方面提供物理模擬對(duì)象和實(shí)現(xiàn)手段。同時(shí)也可以作為學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制的一個(gè)實(shí)驗(yàn)手段。
現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制實(shí)驗(yàn)裝置采用西門子的現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制系統(tǒng)，監(jiān)控軟件采用SIMATIC WINCC。現(xiàn)場(chǎng)總線是基于全集成自動(dòng)化思想的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和唯一的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲(chǔ)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性。通訊采用符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級(jí)編程語言?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備庫提供大量的常用的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。它具有ODBC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線等開放網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其它廠商的控制系統(tǒng)。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：
1、設(shè)備特點(diǎn)：
（1）、三水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（2）、實(shí)驗(yàn)柜完全敞開設(shè)計(jì)，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護(hù)。
（3）、人性化設(shè)計(jì)，配有儲(chǔ)水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實(shí)驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
（4）、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級(jí)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(chǎng)知識(shí)。為以后走上社會(huì)打好結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。
（5）、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，及溫控箱防止無水加溫自動(dòng)控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。
（6）、開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動(dòng)手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗(yàn)證、可根據(jù)記錄的實(shí)時(shí)曲線進(jìn)行理論分析等。
（7）鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)
鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護(hù)裝置，水位不達(dá)到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
2、系統(tǒng)水路圖
三、技術(shù)參數(shù):
1、供電電源
單相交流電源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統(tǒng)必需接地良好。
2、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有水源和進(jìn)排水口。進(jìn)排水口與設(shè)備間距離一般要求小于10米
3、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（朝陽電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。
4、上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件：采用國內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用廣泛的WINCC6.0組態(tài)軟件。
6、外形尺寸（組合后）：對(duì)象:1600mmX750mmX1850mm,
控制柜：830mmX750mmX1900mm。
7、重量：實(shí)驗(yàn)柜，約重200Kg；實(shí)驗(yàn)臺(tái)+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg
四、系統(tǒng)配置
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名稱
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單位
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數(shù)量
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備注
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不銹鋼磁力泵三相磁力泵
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臺(tái)
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1
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MP-55RM-380無泄漏，低噪音，三相220vAC，50Hz，
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不銹鋼磁力泵二相磁力泵
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臺(tái)
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1
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MP-55RM無泄漏，低噪音，三相220vAC，50Hz，
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溫控調(diào)壓模塊+散熱器
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套
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1
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全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號(hào)：4-20mA。
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加熱環(huán)
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只
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1
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功率：1400W，220VAC。
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Pt100溫度傳感器及溫度變送器
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只
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4
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Pt100：A級(jí)；溫度變送器：0.5級(jí)精度，0-100℃。
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智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
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只
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1
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Honeywell
控制信號(hào)4-20mA
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擴(kuò)散硅壓力（液位）變送器
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只
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2
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擴(kuò)散硅隔離探頭，0.5級(jí)精度；輸出信號(hào)：選4-20mADC（二線制）
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流量計(jì)及流量變送器
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套
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2
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（1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號(hào)：4-20mADC；（3）精度：0.5級(jí)。
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● 西 門 子 300 控 制 單 元
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CPU
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塊
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1
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CPU-315-2DP
6ES7315-2AG10-0AB0
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CPU電源
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塊
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1
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6ES7 307-1BA00-0AA0
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MMC
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塊
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1
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存儲(chǔ)卡128KB
6ES7 953-8LG11-0AA0
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變頻器主體
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塊
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1
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6SE6 420-2AB13-7AA1
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變頻器通訊板
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塊
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1
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6SE6 400-1PB00-0AA0
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變頻器器操作面板
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塊
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1
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6SE6 400-0BP00-0AA0
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ET 200M
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塊
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1
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6ES7 153-1AA03-0XB0
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SM331
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塊
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1
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8 AI
6ES7 331-7KF02-0AB0
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SM332
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塊
|
1
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4 AO
6ES7332-5HD01-0AB0
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DP/PA耦合器（IM157）
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塊
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1
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為DP子站將PA設(shè)備連入PROFIBUS-DP，與現(xiàn)場(chǎng)總線型對(duì)象互聯(lián)時(shí)選用
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Profibus-PA溫度總線儀表
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塊
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1
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溫度測(cè)量帶PA輸出7NG3213-0NN00
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Profibus-PA液位總線儀表
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塊
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1
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液位測(cè)量帶PA輸出7MF4634-1DD2-3AF6
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通訊卡
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塊
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1
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C P / 5611通訊卡
6GK1 561-1AA01
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電纜編程
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套
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1
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6ES7-901-0BF00-0AA0
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導(dǎo)軌
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塊
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833mm
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DIN專用導(dǎo)軌
6ES7 390-1AJ30-0AA0
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連接器
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套
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5
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20腳前連接器
6ES7 392-1AJ00-0AA0
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WinCC6.0
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套
|
1
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STEP7 v5.4
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套
|
1
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編程軟件
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T型頭
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3
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終端電阻
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1
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DP專用電纜
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5米
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6XV1830-0EH10
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●其它設(shè)備
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實(shí)驗(yàn)用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱
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只
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3
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三個(gè)圓型有機(jī)玻璃水箱
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不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱
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只
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1
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由加熱箱、冷卻箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，并帶有加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置
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純滯后實(shí)驗(yàn)裝置
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只
|
1
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完成滯后實(shí)驗(yàn)
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不銹鋼儲(chǔ)水箱
|
只
|
1
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內(nèi)有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便
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電磁閥
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只
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2
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寧波余姚三力信
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接觸器
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只
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4
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正泰
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繼電器
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只
|
4
|
正泰
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液面探頭
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只
|
2
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自制
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全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。
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套
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1
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外加工
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實(shí)驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)架
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套
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1
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外加工
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五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）特性實(shí)驗(yàn)
1、 水箱單容特性實(shí)驗(yàn)
2、 水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
3、 上下水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
4、 電動(dòng)閥流量特性實(shí)驗(yàn)
5、 變頻器流量特性實(shí)驗(yàn)
6、 溫度度特性實(shí)驗(yàn)
7、三容實(shí)驗(yàn)特性實(shí)驗(yàn)
（二）單回路控制實(shí)驗(yàn)
1、 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
2、 變頻器支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
3、 上水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
4、 上下水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
5、 三容液位控制實(shí)驗(yàn)
6、 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制實(shí)驗(yàn)
7、 變頻器支路流量控制實(shí)驗(yàn)
8、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
（三）串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
1、雙容串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
2、上水箱液位與電動(dòng)閥支路流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
4、三閉環(huán)三容液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
（四）比值控制實(shí)驗(yàn)
1、 單閉環(huán)比值流量控制實(shí)驗(yàn)
2、 隨動(dòng)流量比值控制實(shí)驗(yàn)
（五）前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
1、上水箱液位流量前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
（六）解耦控制實(shí)驗(yàn)
1、 上水箱雙容液位解耦控制實(shí)驗(yàn)
