TW-CK17 過程自動控制實(shí)驗(yàn)裝置
一、概述：
過程控制實(shí)驗(yàn)裝置可滿足《自動控制理論》、《過程控制》、《自動化儀表》以及《傳感器檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，除了能滿足本、?？茖W(xué)生不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，還能為研究生、相關(guān)專業(yè)老師和工程技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究，提供了實(shí)驗(yàn)對象和實(shí)現(xiàn)的途徑。
二、設(shè)備特點(diǎn)：
1.本設(shè)備的各種功能均綜合在一個實(shí)驗(yàn)臺上，采用積木式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造型美觀大方、便于運(yùn)輸及實(shí)驗(yàn)室的多臺布局。
2.對象小型化、適應(yīng)性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)，控制對象模型由不銹鋼和有機(jī)玻璃水箱組成，實(shí)驗(yàn)水箱在屏右邊能清楚看見，管道流程直觀、清晰。
3.參數(shù)全面，涵蓋了液位、流量、壓力、溫度四大典型過程控制參數(shù)。
4.小型（小功率）執(zhí)行元件，它們是二個磁力驅(qū)動泵和一個電加熱器，使整體結(jié)構(gòu)更為緊湊、小型化。
5.系統(tǒng)控制方式多樣性
主要有位式控制、連續(xù)控制、模擬PID控制、智能儀表控制、PLC控制、單片機(jī)控制、計(jì)算機(jī)控制、兩套磁力泵交流變頻調(diào)速控制和單相移相調(diào)壓控制等，并可組成不同的控制方式。
6.安全保護(hù)齊全
設(shè)有電壓型漏電保護(hù)器和電流型漏電保護(hù)器各一組；強(qiáng)電連接線及插座均采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電；強(qiáng)、弱電連接及插座分開，不會混插，避免錯接線而損壞設(shè)備。
三、系統(tǒng)組成：
本設(shè)備集多參數(shù)控制為一體，由過程控制對象、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、顯示器和計(jì)算機(jī)（用戶自配）等組成。
1.控制對象的模型由上、中、下三個水箱及一個儲水箱組成，上、中、下水箱由兩臺磁力泵供水。上、中兩個水箱各裝有一個擴(kuò)散硅壓力變送器來檢測壓力和液位；下水箱是一個復(fù)合式水箱，其中內(nèi)筒不銹鋼水箱中裝有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(jì)（定做）、小型閥門和兩臺磁力驅(qū)動泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用于構(gòu)成控制系統(tǒng)的被控參量。兩臺磁力泵中的任一臺都可作為調(diào)節(jié)通道或干擾通道，模擬現(xiàn)場產(chǎn)生的干擾信號，以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能。
2.實(shí)驗(yàn)掛箱
本設(shè)備共提供九個實(shí)驗(yàn)掛箱，分別是傳感器輸出與顯示；單片機(jī)控制；模擬PID實(shí)驗(yàn)掛箱（配兩個）；位式、連續(xù)控制掛箱；面板流程圖；交流變頻器（日本三菱）掛箱（配兩個）； PLC控制器（西門子S7－200）掛箱。
3.專用編程電纜線
4.485通訊轉(zhuǎn)換器
5.豪華型電腦臺
6.計(jì)算機(jī)（用戶自備）
7.上位機(jī)軟件
PLC編程環(huán)境軟件為它可以對S7-200的所有功能進(jìn)行編程。上位機(jī)具有二種監(jiān)控軟件：
(1)工控組態(tài)軟件：利用PC/PPI電纜線組成PLC與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，以及利用RS232/485轉(zhuǎn)換器組成智能調(diào)節(jié)儀與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對被控對象過渡過程的數(shù)據(jù)采集和存儲，數(shù)據(jù)曲線的動態(tài)顯示和監(jiān)控。工控組態(tài)軟件還可以對控制對象的圖形任意組態(tài)，動態(tài)顯示，編制控制策略，輸出實(shí)時曲線、歷史曲線、實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，打印工程報表，操作菜單設(shè)計(jì)等一系列強(qiáng)大的功能。
(2)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與算法控制軟件：利用RS232通信接口，配合單片機(jī)控制與計(jì)算機(jī)算法控制軟件，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字式PID運(yùn)算控制和各種先進(jìn)的智能控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時采集作圖。而且可使用數(shù)學(xué)軟件編制各種新型的、先進(jìn)的控制算法。另外單片機(jī)還可作為獨(dú)立的控制器對系統(tǒng)進(jìn)行控制。
四、技術(shù)參數(shù)：
1.供電電源：單相三線220V±10% 50Hz
2.整機(jī)*大功耗：＜1kVA
3.整機(jī)尺寸：172cm×73cm×160cm
五、基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本操作與儀表調(diào)試
2.壓力變送器的零點(diǎn)遷移和性能測試實(shí)驗(yàn)
3.單容自衡水箱的對象特性測試實(shí)驗(yàn)
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實(shí)驗(yàn)
5.溫度位式控制實(shí)驗(yàn)
6.溫度連續(xù)控制實(shí)驗(yàn)
7.智能儀表控制實(shí)驗(yàn)
8.單容水箱液位PID控制實(shí)驗(yàn)
9.雙容水箱液位PID控制實(shí)驗(yàn)
10.流量定值控制實(shí)驗(yàn)
11.單容水箱壓力PID控制實(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)
14.液位串級控制實(shí)驗(yàn)
15.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
16.單片機(jī)控制系統(tǒng)
17.單容自衡水箱的對象特性測試實(shí)驗(yàn)
18.雙容自衡水箱的對象特性測試實(shí)驗(yàn)
19.單容液位控制實(shí)驗(yàn)
20.雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
21.流量定值控制實(shí)驗(yàn)
22.溫度位式控制實(shí)驗(yàn)
23.溫度連續(xù)控制實(shí)驗(yàn)
24.PLC上下水箱液位串級控制實(shí)驗(yàn)
25.液位流量串級控制實(shí)驗(yàn)）
26.基于MATLAB的單回路PID控制實(shí)驗(yàn)
27.基于MATLAB的串級PID控制實(shí)驗(yàn)
