DB-CG08 高級型過程控制綜合實驗裝置
一、概述：
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(jìn)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(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡單，性價比優(yōu)越。本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。
1、功能：
(1)、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(jī)”及相關(guān)課程的教學(xué)實驗需求；
(2)、可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控人員的實習(xí)、培訓(xùn)實驗設(shè)備。
2、技術(shù)支持：
我公司依托強(qiáng)大的技術(shù)支持，擁有過程控制實驗裝置的自主開發(fā)能力。在產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，結(jié)合控制領(lǐng)域的新理論、新方法，公司將源源不斷研制和創(chuàng)新實驗設(shè)備，開發(fā)各種先進(jìn)控制算法，以適應(yīng)高校教學(xué)實驗改革，滿足現(xiàn)代化教育發(fā)展的需要，促進(jìn)向更高層次發(fā)展。
公司倡導(dǎo)誠信服務(wù)，竭力做好客戶服務(wù)和技術(shù)支持工作。通過直觀真實的實驗，使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解過程控制系統(tǒng)的特性，學(xué)習(xí)掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點：
1、外形結(jié)構(gòu)：
2、設(shè)備特點：
（1）、分體式設(shè)計，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇儀表控制、PLC控制，DDC控制組成不同的控制系統(tǒng)。
（2）、三水箱配置；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(hù)。
（4）、人性化設(shè)計，配有儲水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強(qiáng)度。配有實驗專用線的掛線架，取線掛線方便、整潔、美觀。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(hù)，帶保護(hù)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(hù)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(jìn)行驗證、可根據(jù)記錄的實時曲線進(jìn)行理論分析等。
（8）鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)
A、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。
B、電加熱管電源控制開關(guān)采用鑰匙開關(guān)，不實驗時，由教師保護(hù)放置鑰匙，避免無關(guān)人員誤操作。
（9）、電源保護(hù)措施
A、加有電流型漏電保護(hù)器。
B、三相電源加有保險管，防止斷路。
（10）、電源啟�？刂品绞�；
采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
（11）、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾；
A、各種電源及各種儀表的可靠的保護(hù)功能
B、各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混插的問題。
C、實驗強(qiáng)電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。
(8)、系統(tǒng)水路圖
三、技術(shù)參數(shù)與要求:
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、實驗室應(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)儀表的輸入、輸出信號符合IEC標(biāo)準(zhǔn)
（1）變送器電流源信號：4-20mADC。
（2）儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）
4、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（朝陽電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。
5、上位計算機(jī)組態(tài)軟件
(1)、應(yīng)用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的實驗系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境要求，參見MCGS用戶指南�？梢越M成網(wǎng)絡(luò),一臺老師機(jī)可以控制十幾臺學(xué)生機(jī),實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
(2)、編程軟件WINCC5.1
6、外形尺寸（組合后）：2200mmX1900mmX700mm。
7、重量：實驗柜，約重200Kg；實驗臺+實驗架，約重250Kg
7、網(wǎng)絡(luò)示意圖：
四、系統(tǒng)配置
| 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) | ||||
| 名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 | 特點 |
| HONEYWELL智能電動調(diào)節(jié)閥 | 只 | 1 | 等百分比特性內(nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機(jī),體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC(美國) | 等百分比特性內(nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機(jī),體積小,力矩大,比普通的電動閥貴 |
| 靜音增壓泵 | 臺 | 1 | 丹麥技術(shù)，靜音，工作電源：220VAC，50Hz，120W | 聲音比較小,有利于實驗室保持安靜,工作的穩(wěn)定性非常好 |
| 磁力泵 | 臺 | 1 | 無泄漏，低噪音，三相220VAC，250W。 | |
| 松下變頻器 | 只 | 1 |
輸入電源：220VAC，50Hz；輸出：三相220VAC0.4Kw； 輸出頻率變化范圍：0-250Hz，實際應(yīng)用設(shè)定為50/60Hz； 信號輸入：4-20mADC。 |
|
| 溫控調(diào)壓模塊+散熱器 | 套 | 1 | 全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號：4-20mADC。 | 自行設(shè)計性能可靠安全 |
| 加熱環(huán) | 只 | 1 | 功率：1800W，220VAC。 | |
| 傳 感 變 送 器 | ||||
| 擴(kuò)散硅壓力（液位）變送器 | 只 | 3 | 選用美國NovaSensor原裝進(jìn)口的擴(kuò)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）。 | 不銹鋼隔離膜片,適用范圍廣,高精度,高溫定性,高可靠性,結(jié)構(gòu)精巧安裝方便,零點漂移小,它的價格是普通的傳感器的兩倍 |
| 壓力變送器 | 只 | 1 | 選用美國NovaSensor原裝進(jìn)口的擴(kuò)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）。 | |
| Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | 套 | 5 | Pt100：A級；溫度變送器：0.5級精度，0-100℃。 | |
| 渦輪流量計及流量變送器 | 套 | 2 | （1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.2級。 | 結(jié)構(gòu)小巧精致,安裝方便,精度高 |
| 控 制 單 元 | ||||
| CPU | 塊 | 1 | S7-200 | 可選配300系列 |
| MMC | 塊 | 1 | 存儲卡128KB | |
| 電源模塊 | 塊 | 1 | 230VAC/24VDC/ 2A | |
| SM331 | 塊 | 1 | 8路16位AI | |
| SM332 | 塊 | 1 | 4路12位AO | |
| 電纜線 | 條 | 1 | ||
| DDC | 臺 | 1 | 8路模擬量輸入, 4路模擬量輸出 | 方便學(xué)生掌握編程的技巧 免費贈送 |
| 智能儀表 | 只 | 3 |
變送器電流源信號：4-20mADC。 儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω） |
宇光 |
| 軟 件 系 統(tǒng) | ||||
| MCGS組態(tài)軟件（200點） | 只 | 1 | 硬件狗 | 贈送 |
| DDC系統(tǒng)實驗軟件 | 套 | 1 | ||
| 儀表系統(tǒng)實驗軟件 | 套 | 1 | 計算機(jī)控制和儀表控制 | 能夠?qū)崿F(xiàn)兩種控制方式 |
| PLC系統(tǒng)實驗軟件 | 套 | 1 | ||
| WINCC5.1系統(tǒng)組態(tài)軟件 | 套 | 多變量控制實驗-PLC實驗指導(dǎo)書 | ||
| 其 它 設(shè) 備 | |||
| 實驗用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱 | 只 | 3 | 三個圓型有機(jī)玻璃水箱 |
| 不銹鋼溫控實驗箱 | 只 | 1 | 由加熱箱、冷卻箱、溢流箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置，也防止溫度干燒。 |
| 不銹鋼儲水箱 | 只 | 1 | 內(nèi)有獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便 |
| 儲水箱自動進(jìn)、排水裝置 | 套 | 1 | 自動進(jìn)排水減輕實驗老師工作 |
| 接觸器 | 只 | 4 | 施耐德（德國） |
| 繼電器 | 只 | 4 | 歐姆龍（日本） |
| 電磁閥 | 只 | 4 | 三力信（國產(chǎn)） |
| 液面探頭 | 只 | 2 | 自制 |
| 配有24v直流穩(wěn)壓電源 | 只 | 2 | 朝陽電源 |
| 全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。 | 套 | 1 | 外加工 |
| 實驗柜 | 臺 | 1 | 2000mm（高）×1200mm（長）×700mm（寬）；采用全開放式設(shè)計，美觀大方，操作維護(hù)方便 |
| 實驗臺及實驗架 | 套 | 1 | 外加工2000mm（高）×1200mm（長）×700mm（寬） |
| 聲光報警系統(tǒng) | 套 | 1 | 可用于液位、溫度、壓力、流量等上下限值報警 |
| 鍋爐保護(hù)系統(tǒng) | 套 | 1 | 鍋爐加熱防干燒系統(tǒng) |
五、實驗?zāi)夸洠?br /> 儀表控制實驗內(nèi)容
特性實驗
1、 水箱單容特性實驗
2、 水箱雙容特性實驗
3、 上下水箱雙容特性實驗
4、 電動閥流量特性實驗
5、 變頻器流量特性實驗
6、 溫度特性實驗
7、 壓力特性實驗
單回路控制實驗
1、液位位式控制(同時能發(fā)出報警)
2、電動調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實驗
3、變頻器支路單容液位控制實驗
4、上水箱雙容液位控制實驗
5、上下水箱雙容液位控制實驗
6、三容液位控制實驗
7、電動調(diào)節(jié)閥支路流量控制實驗
8、變頻器支路流量控制實驗
9、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實驗
9、鍋爐內(nèi)膽溫度位式控制
串級控制實驗
1、雙容串級控制實驗
2、上水箱液位與電動閥支路流量串級控制實驗
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實驗
4、三閉環(huán)三容液位串級控制實驗
5、溫度溫度流量串級控制實驗
6、溫度流量串級控制實驗
7、溫度與溫度的串級控制實驗
比值控制實驗
1、 單閉環(huán)比值流量控制實驗
2、 隨動流量比值控制實驗
前饋反饋控制實驗
1、下水箱液位流量前饋反饋控制實驗
2、鍋爐內(nèi)膽溫度流量前饋反饋控制實驗
解耦控制實驗
1、 液位溫度解耦控制實驗
2、 溫度內(nèi)膽和夾套溫度解耦控制
滯后控制實驗
1． Smith預(yù)估控制實驗
DDC控制實驗內(nèi)容
特性實驗
1、 水箱單容特性實驗
2、 水箱雙容特性實驗
3、 上下水箱雙容特性實驗
4、 電動閥流量特性實驗
5、 變頻器流量特性實驗
6、 溫度特性實驗
7、 壓力特性實驗
單回路控制實驗
1、電動調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實驗
2、變頻器支路單容液位控制實驗
3、上水箱雙容液位控制實驗
4、上下水箱雙容液位控制實驗
5、三容液位控制實驗
6、電動調(diào)節(jié)閥支路流量控制實驗
7、變頻器支路流量控制實驗
8、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實驗
9、鍋爐內(nèi)膽溫度位式控制
串級控制實驗
1、上水箱雙容串級控制實驗
2、上水箱液位與電動閥支路流量串級控制實驗
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實驗
4、三閉環(huán)三容液位串級控制實驗
5、溫度串級實驗
6、溫度流量串級控制實驗
7、溫度與溫度的串級控制實驗
比值控制實驗
1、單閉環(huán)比值流量控制實驗
2、隨動流量比值控制實驗
前饋反饋控制實驗
1、下水箱液位流量前饋反饋控制實驗
2、鍋爐內(nèi)膽溫度流量前饋反饋控制實驗
解耦控制實驗
1、 液位溫度解耦控制實驗
2、 上水箱雙容液位解耦控制實驗
滯后控制實驗
1． Smith預(yù)估控制實驗