一、高級(jí)型過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置概述
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。
二、高級(jí)型過(guò)程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置功能：
（1）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；
（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(shí)習(xí)、培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
三、設(shè)備特點(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,DDC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。設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電腦控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制.
（2）三水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（3）實(shí)驗(yàn)柜敞開(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)
A、加熱電路加有保險(xiǎn)管進(jìn)行過(guò)載保護(hù)；
B、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）電源保護(hù)措施
A、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。
B、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）電源啟停控制方式；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；
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(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。
C、實(shí)驗(yàn)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。
四、技術(shù)參數(shù)與要求:
1、供電電源：?jiǎn)蜗嘟涣麟娫矗?20VAC±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)儀表的輸入、輸出信號(hào)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)：
（1）變送器電流源信號(hào)：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(yáng)電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。
5、上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件：
應(yīng)用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境要求，參見(jiàn)MCGS用戶指南。可以組成網(wǎng)絡(luò),一臺(tái)老師機(jī)可以控制十幾臺(tái)學(xué)生機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
6、外形尺寸（組合后）：2200mmX1900mmX700mm。
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
五、系統(tǒng)配置：
執(zhí)行機(jī)構(gòu) | ||||
名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 | 特點(diǎn) |
HONEYWELL智能電動(dòng)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(guó)) | 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 |
磁力泵 | 臺(tái) | 1 | 無(wú)泄漏，低噪音，二相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 |
磁力泵 | 臺(tái) | 1 | 無(wú)泄漏，低噪音，二相220VAC，250W。 | |
變頻器 | 只 | 1 | 輸入電源：220VAC，50Hz；輸出：三相220VAC0.4Kw； | |
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(hào)：4-20mADC。 | 自行設(shè)計(jì)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(guó)NovaSensor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）。 | 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(diǎn)漂移小,它的價(jià)格是普通的傳感器的兩倍 |
壓力變送器 | 只 | 1 | 選用美國(guó)NovaSensor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）。 | |
Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | 套 | 5 | 溫度變送器：0.5級(jí)精度，0-100℃。 | |
渦輪流量計(jì)及流量變送器 | 套 | 2 | （1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號(hào)：4-20mADC；（3）精度：0.2級(jí)。 | 結(jié)構(gòu)小巧精致,安裝方便,精度高 |
控制單元 | ||||
PLC | 塊 | 1 | S7-200 SMART | |
DDC | 臺(tái) | 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(fèi)贈(zèng)送 |
智能儀表 | 只 | 3 | 變送器電流源信號(hào)：4-20mADC。 | 宇光 |
軟件系統(tǒng) | ||||
MCGS組態(tài)軟件（200點(diǎn)） | 只 | 1 | 破解版 | |
DDC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件 | 套 | 1 | ||
儀表系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件 | 套 | 1 | 計(jì)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(shí)驗(yàn)軟件 | 套 | 1 | ||
WINCC5.1系統(tǒng)組態(tài)軟件 | 套 | 多變量控制實(shí)驗(yàn)-PLC實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 | ||
其它設(shè)備 | ||||
實(shí)驗(yàn)用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱 | 只 | 3 | 三個(gè)圓型有機(jī)玻璃水箱 | |
不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)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(wú)水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)裝置，也防止溫度干燒。 | |
不銹鋼儲(chǔ)水箱 | 只 | 1 | 內(nèi)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，拆洗方便 | |
儲(chǔ)水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置 | 套 | 1 | 自動(dòng)進(jìn)排水減輕實(shí)驗(yàn)老師工作 | |
接觸器 | 只 | 4 | 施耐德（德國(guó)） | |
繼電器 | 只 | 4 | 歐姆龍（日本） | |
電磁閥 | 只 | 4 | 三力信（國(guó)產(chǎn)） | |
液面探頭 | 只 | 2 | 自制 | |
配有24v直流穩(wěn)壓電源 | 只 | 2 | 朝陽(yáng)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(shí)驗(yàn)柜 | 臺(tái) | 1 | 2000mm（高）×1200mm（長(zhǎng)）×700mm（寬）；采用全開(kāi)放式設(shè)計(jì)，美觀大方，操作維護(hù)方便 | |
實(shí)驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)架 | 套 | 1 | 外加工2000mm（高）×1200mm（長(zhǎng)）×700mm（寬） | |
聲光報(bào)警系統(tǒng) | 套 | 1 | 可用于液位、溫度、壓力、流量等上下限值報(bào)警 | |
鍋爐保護(hù)系統(tǒng) | 套 | 1 | 鍋爐加熱防干燒系統(tǒng) | |
五、實(shí)驗(yàn)?zāi)夸洠?/span>
儀表控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
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、溫度特性實(shí)驗(yàn)
7、壓力特性實(shí)驗(yàn)
單回路控制實(shí)驗(yàn)
1、液位位式控制(同時(shí)能發(fā)出報(bào)警)
2、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
3、變頻器支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
4、上水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
5、上下水箱雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
6、三容液位控制實(shí)驗(yàn)
7、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路流量控制實(shí)驗(yàn)
8、變頻器支路流量控制實(shí)驗(yàn)
9、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
9、鍋爐內(nèi)膽溫度位式控制
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)
5、溫度溫度流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
6、溫度流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
7、溫度與溫度的串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
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)
前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
1、下水箱液位流量前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
2、鍋爐內(nèi)膽溫度流量前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
解耦控制實(shí)驗(yàn)
1、液位溫度解耦控制實(shí)驗(yàn)
2、溫度內(nèi)膽和夾套溫度解耦控制
滯后控制實(shí)驗(yàn)
1、Smith預(yù)估控制實(shí)驗(yàn)
DDC控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
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、溫度特性實(shí)驗(yàn)
7、壓力特性實(shí)驗(yàn)
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)
9、鍋爐內(nèi)膽溫度位式控制
串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
1、上水箱雙容串級(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)
5、溫度串級(jí)實(shí)驗(yàn)
6、溫度流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
7、溫度與溫度的串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
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)
前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
1、下水箱液位流量前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
2、鍋爐內(nèi)膽溫度流量前饋反饋控制實(shí)驗(yàn)
解耦控制實(shí)驗(yàn)
1、液位溫度解耦控制實(shí)驗(yàn)
2、上水箱雙容液位解耦控制實(shí)驗(yàn)
滯后控制實(shí)驗(yàn)
1、Smith預(yù)估控制實(shí)驗(yàn)
