SHYL-PCS96型 過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置

一、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置概述

    1、過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置（Process Control System，簡(jiǎn)稱PCS），是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量、控制，分析過(guò)程參數(shù)變化特性，研究過(guò)程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實(shí)際，使用安全，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，性價(jià)比優(yōu)越。本裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的控制手段，采用聲光報(bào)警系統(tǒng)，并提供用戶更友好的二次開(kāi)發(fā)接口。

2、可滿足“自動(dòng)調(diào)節(jié)原理”，“過(guò)程控制”，“控制儀表”，“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與傳感器”,“計(jì)算機(jī)”及相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求；

3、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(shí)習(xí)、培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

二、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：

1、分體式設(shè)計(jì)，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(jī)和計(jì)算機(jī)控制組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測(cè)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(shí)驗(yàn)柜完全敞開(kāi)設(shè)計(jì)，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(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。為實(shí)驗(yàn)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(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)。

6、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護(hù)，帶保護(hù)套的專用實(shí)驗(yàn)電源連線，及溫控箱防止無(wú)水加溫自動(dòng)控制等，力求保護(hù)人身、設(shè)備安全。

7、開(kāi)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。

8、鍋爐加熱程控保護(hù)系統(tǒng)：

（1）加熱電路加有保險(xiǎn)管進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，并具有防干燒保護(hù)功能；

（2）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。

9、人生安全及設(shè)備的保護(hù)措施：

（1）加有電流型漏電保護(hù)器，防止設(shè)備漏電短路造成的設(shè)備及人身傷害。

（2）各控制電路加有保險(xiǎn)管，有效保護(hù)器件因過(guò)載造成損壞。

10、電源啟?？刂品绞?；采用啟停按鈕控制接觸器來(lái)控制電源的啟停。

11、漏電保護(hù)裝置及安全性和安全承諾：

（1）各種電源及各種儀表具有可靠的保護(hù)功能

（2）各種電源及各種儀表的強(qiáng)電采用開(kāi)關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強(qiáng)弱電混插的問(wèn)題。

三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):

1.工作電源：?jiǎn)蜗嗳€ 220V±5% 50Hz；

2. 整機(jī)容量：<5KVA   

3.控制信號(hào)：電壓0～5V；電流4～20MA;

4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm

5.上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件

6.可以同時(shí)對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，比如，一組測(cè)流量，一組測(cè)溫度，一組測(cè)壓力；

7.重量：實(shí)驗(yàn)臺(tái)+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg

四、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）

序號(hào)	名 稱	規(guī)格、參數(shù)	數(shù)量
1.	實(shí)訓(xùn)平臺(tái)	實(shí)訓(xùn)對(duì)象臺(tái)架全部采用不銹鋼框架 使用壽命增強(qiáng)不易生銹機(jī)械強(qiáng)度高	1套
2.	實(shí)訓(xùn)屏	提供實(shí)驗(yàn)所需的單相AC220V電源，總電源由帶漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)控制，另控制屏內(nèi)部設(shè)有電流型漏電保護(hù)器，配有漏電報(bào)警指示燈和告警復(fù)位按鈕，安全性符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)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(guò)鑰匙開(kāi)關(guān)和啟?？刂瓢粹o，使強(qiáng)電系統(tǒng)的操作更為安全方便，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)鑰匙開(kāi)關(guān)鑰匙由老師保管，等檢查無(wú)誤時(shí)由老師打開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān)。并設(shè)置有執(zhí)行元件輸入輸出接口、模擬量信號(hào)輸入輸出接口。所有信號(hào)接口均采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的IEC信號(hào)接口。執(zhí)行機(jī)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(duì)象系統(tǒng)各傳感器檢測(cè)及執(zhí)行器控制信號(hào)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
3.	電腦桌	型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計(jì)算機(jī)，下方裝有萬(wàn)向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。	1張
4.	控制對(duì)象	包括2只上水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)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(shí)驗(yàn)，水箱容積17.5*10-3m3采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成 不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱1只    由加熱箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內(nèi)無(wú)水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置，也防止溫度干燒。 儲(chǔ)水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置1套  其中儲(chǔ)水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開(kāi)將水直接排出。	1套
5.	HONEYWELL智能電動(dòng)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(jī),體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC 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(dòng)閥貴	1只
6.	單相磁力 泵	無(wú)泄漏，低噪音，單相 220VAC，90W。 聲音比較小，有利于實(shí)驗(yàn)室保持安靜，工作的穩(wěn)定性非常好。	1臺(tái)
7.	三相磁力泵	無(wú)泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚(yáng)程8米。	1臺(tái)
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(hào)輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)三相磁力驅(qū)動(dòng)泵。	1臺(tái)
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(hào)：4-20mADC。	1套
10.	加熱環(huán)	功率：1800W，220VAC。 具有防干燒保護(hù)功能	1只
11.	擴(kuò)散硅壓力變送器（液位）	選用美國(guó)NovaSensor原裝進(jìn)口的擴(kuò)散硅隔離探頭。0.5級(jí)精度；輸出信號(hào)：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。	2只
12.	壓力變送器	選用美國(guó)NovaSensor原裝進(jìn)口的擴(kuò)散硅隔離探頭。0.5級(jí)精度；輸出信號(hào)：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。	1只
13.	Pt100溫度傳感器及溫度變送器	Pt100：A級(jí)；溫度變送器：0.5級(jí)精度，0-100℃。	1套
14.	渦輪流量計(jì)及流量變送器	（1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號(hào)：4-20mADC；（3）精度：0.5級(jí)。	2套
15.	單片機(jī)控制	4模擬量輸入，2模擬量輸出	1套
16.	PID調(diào)節(jié)器控制	硬件模擬PID控制掛箱由給定信號(hào)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(dòng)作，可完成單/雙閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)。	1臺(tái)
17.	智能儀表控制系統(tǒng)	AI 808P智能儀表	2臺(tái)
18.	PLC控制系統(tǒng)	采用西門子S7-200 SMART主機(jī)CPU SR20(自帶以太網(wǎng)通訊口)，配置一個(gè)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(shí)驗(yàn)。	1套
19.	繼電器	小型繼電器	1只
20.	電磁閥	電磁閥作為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路，可以實(shí)現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過(guò)手動(dòng)閥開(kāi)度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。	1只
21.	液面探頭		2只
22.	配有24v直流穩(wěn)壓電源	提供直流24V電源	1只
23.	帶護(hù)套手槍式連接導(dǎo)線及配件	——	1套
24.	網(wǎng)絡(luò)控制軟件	上位機(jī)軟件 擁有完善的編程軟件、過(guò)程裝置管理軟件及上位監(jiān)控管理軟件，配備MCGS工控組態(tài)軟件（DEMO），單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與Matlab算法控制軟件， PLC編程軟件： （1）  MCGS工控組態(tài)軟件 每套過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置需配置一臺(tái)上位監(jiān)控PC機(jī)，在智能儀表控制與PLC控制系統(tǒng)的PC機(jī)上安裝有MCGS工控組態(tài)軟件，能夠?qū)υO(shè)定值、輸出值、P、I、D及各類可寫參數(shù)進(jìn)行操作，觀看動(dòng)態(tài)變化棒圖顯示、測(cè)量值實(shí)時(shí)曲線等。	1套
25.	PLC編程軟件	PLC的編程環(huán)境軟件，通過(guò)通訊電纜線使PLC與計(jì)算機(jī)使用本軟件建立通訊關(guān)系后，使用本軟件可以對(duì)PLC的所有功能進(jìn)行編程，對(duì)編寫好的程序進(jìn)行下裝，對(duì)已運(yùn)行程序進(jìn)行在線編程或監(jiān)控等。	1套
26.	智能儀表控制軟件	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(shí)采集作圖。而且學(xué)生可以使用著名的MATLAB數(shù)學(xué)軟件自行編制各種新型的、先進(jìn)的控制算法，如模糊控制、神經(jīng)元控制等。另外單片機(jī)還可作為獨(dú)立的控制器完成實(shí)驗(yàn)。	1套

五、系統(tǒng)能完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1.實(shí)驗(yàn)裝置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(cè)試實(shí)驗(yàn)

3.單容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

4.雙容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

5.溫度位式控制實(shí)驗(yàn)（智能儀表控制、PLC控制，共有兩種模式）

6.溫度連續(xù)控制實(shí)驗(yàn)（單片機(jī)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(shí)驗(yàn)

8.單容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)（單片機(jī)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(shí)驗(yàn)（單片機(jī)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(shí)驗(yàn)（單片機(jī)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(shí)驗(yàn)（單片機(jī)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(jí)控制系統(tǒng)連接實(shí)驗(yàn)

14.液位串級(jí)     PID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.PLC上下水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件

18.液位流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)——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(shí)驗(yàn)

20.基于MATLAB的串級(jí)PID控制實(shí)驗(yàn)


化工自動(dòng)化儀表實(shí)訓(xùn)臺(tái)

一、實(shí)訓(xùn)設(shè)備描述

化工自動(dòng)化儀表實(shí)訓(xùn)臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)合了目前大中專院校《化工測(cè)量及儀表》、《檢測(cè)技術(shù)及儀表》、《熱工自動(dòng)化及儀表》、《非電量測(cè)量與控制技術(shù)》、《過(guò)程控制》等課程實(shí)訓(xùn)大綱的要求。通過(guò)該實(shí)訓(xùn)裝置的使用和學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握有關(guān)化工儀表及自動(dòng)化的基本知識(shí)，對(duì)有關(guān)儀表的安裝、調(diào)試及使用有一定的了解，并對(duì)化工生產(chǎn)中如何進(jìn)行液位、溫度、壓力和流量等參數(shù)的自動(dòng)化控制有基本的認(rèn)識(shí)。

二、系統(tǒng)特征：

對(duì)象系統(tǒng)為不銹鋼框架，所有器件均為不銹鋼和鋁合金設(shè)計(jì)

傳感器的二次測(cè)量?jī)x表安裝在對(duì)象上，方便學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各項(xiàng)操作

可實(shí)現(xiàn)對(duì)化工行業(yè)的四大常用熱工參數(shù)的檢測(cè)，而且每種變量的檢測(cè)傳感器類型均為兩種以上，以及每種類型傳感器、變送器的測(cè)量精度也不相同，可以進(jìn)行相關(guān)的校驗(yàn)

控制箱中所有的儀表均可以通過(guò)RS485通訊線與計(jì)算機(jī)建立通訊關(guān)系，可以更加直觀的看出兩種不同檢測(cè)機(jī)構(gòu)精度等各方面的區(qū)別

本裝置設(shè)有故障設(shè)置箱，可對(duì)學(xué)生進(jìn)行5項(xiàng)排故考核

對(duì)象系統(tǒng)設(shè)計(jì)美觀，開(kāi)放性好，為學(xué)生實(shí)訓(xùn)提供了一個(gè)較好的實(shí)訓(xùn)對(duì)象

三、技術(shù)參數(shù)：

輸入電壓：?jiǎn)蜗嗳€～220V±10%50HZ

工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃相對(duì)濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

整體尺寸：160cm×75cm×154cm

裝置容量：＜3kVA

四、裝備配置：

被控對(duì)象（不銹鋼框架）：

動(dòng)力系統(tǒng)：1套

有機(jī)玻璃水箱：2套

儲(chǔ)水箱：1套

液位檢測(cè)三路：擴(kuò)散硅壓力變送器、電容式壓力變送器和擴(kuò)散硅差壓變送器

流量檢測(cè)三路：電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和孔板流量計(jì)

壓力檢測(cè)兩路：電容式差壓變送器和管道靜壓變送器

溫度檢測(cè)三路：2路PT100熱電阻和Cu50熱電阻

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：1套

軟管及管道：若干

閥門：若干

控制系統(tǒng)

對(duì)象控制箱:1套

接線盒：1個(gè)

智能調(diào)節(jié)儀：2個(gè)

流量積算儀：1個(gè)

無(wú)紙紀(jì)錄儀：1個(gè)

開(kāi)關(guān)電源：1個(gè)

單相調(diào)壓模塊：1個(gè)

漏電保護(hù)器：1個(gè)

控制開(kāi)關(guān)：2個(gè)

交流電壓表：1只

配件：

常用工具及裝置配套件：１套

豪華電腦桌：1臺(tái)

五、軟件介紹

MCGS工控組態(tài)軟件

能夠?qū)υO(shè)定值、輸出值、P、I、D及各類可寫參數(shù)進(jìn)行操作，還可修改程序算法，觀看動(dòng)態(tài)變化棒圖顯示、測(cè)量值實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表等

盤古上位機(jī)監(jiān)控軟件及OPC服務(wù)器軟件

通過(guò)盤古上位機(jī)監(jiān)控軟件，可實(shí)現(xiàn)四通道檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線的繪制，另通過(guò)OPC服務(wù)器軟件可直接掛接到MCGS組態(tài)軟件OPC服務(wù)器上，可直接將本無(wú)紙記錄儀通道數(shù)據(jù)在組態(tài)軟件中組態(tài)開(kāi)發(fā)。

六、基本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

實(shí)訓(xùn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)認(rèn)識(shí)

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)

實(shí)訓(xùn)裝置硬件組成

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件介紹

離心泵的工作原理及特性認(rèn)識(shí)

離心泵的工作原理和主要部件

離心泵的性能參數(shù)和特性曲線

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理及特性認(rèn)識(shí)

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理概述

調(diào)節(jié)閥的流量特性測(cè)試

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要技術(shù)指標(biāo)

儀表的認(rèn)識(shí)及使用

智能調(diào)節(jié)儀的認(rèn)識(shí)和使用

流量積算儀的認(rèn)識(shí)和使用

無(wú)紙記錄儀的認(rèn)識(shí)和使用

傳感器工作原理認(rèn)識(shí)及使用

渦輪流量計(jì)的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)

電磁流量計(jì)的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)

孔板流量計(jì)的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)

電容式液位傳感器的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)

擴(kuò)散硅液位傳感器的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)

差壓液位傳感器的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)

電容式差壓變送器的工作原理認(rèn)識(shí)和使用

擴(kuò)散硅壓力變送器的工作原理認(rèn)識(shí)和使用

Pt100鉑熱電阻的工作原理認(rèn)識(shí)和使用

Cu50銅熱電阻的工作原理認(rèn)識(shí)和使用

傳感器的零點(diǎn)和遷移

智能調(diào)節(jié)儀表的認(rèn)識(shí)和操作

流量積算儀的認(rèn)識(shí)和操作

無(wú)紙記錄儀的認(rèn)識(shí)和操作

自動(dòng)控制

單回路與串級(jí)控制系統(tǒng)概述

水箱液位定值控制

管道壓力定值控制

管道流量定值控制

孔板流量定值控制

管道批量流量控制

加熱水箱溫度定值控制

水箱液位與管道流量的串級(jí)控制

加熱水箱溫度與流量串級(jí)控制

無(wú)紙記錄儀現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)曲線察看

MCGS工控組態(tài)軟件組態(tài)和控制