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HLGCK-02過程控制綜合實驗裝置
一、概述
1、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(如PID控制)的教學實驗設備，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，運行穩(wěn)定，維護簡單，性價比*。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。
2、可滿足“自動調節(jié)原理”，“過程控制”，“控制儀表”，“自動檢測技術與傳感器”,“計算機”及相關課程的教學實驗需求；
3、可作為有關企業(yè)技術人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運行監(jiān)控人員的實習、培訓實驗設備。
二、產品結構與特點：
1、分體式設計，模塊化組裝式結構，可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,模擬PID控制和計算機控制組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。
2、二水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
3、實驗柜敞開設計，內部器件全部可視，有利直觀教學和維護。
4、人性化設計，配有儲水箱，進排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強度。為實驗文明操作提供條件。
5、裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術工業(yè)級產品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會打好結實基礎。
6、安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護，帶保護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，力求保護人身、設備安全。
7、開放度好，在教師指導下，學生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據(jù)記錄的實時曲線進行理論分析等。
8、鍋爐加熱程控保護系統(tǒng)：
（1）加熱電路加有保險管進行過載保護，并具有防干燒保護功能；
（2）鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調壓器工作。
9、電源啟?？刂品绞剑徊捎脝⑼０粹o控制接觸器來控制電源的啟停。
10、漏電保護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功能
（2）各種電源及各種儀表的強電采用開關控制，學生不自行接線，不存在強弱電混插的問題。
三、過程控制綜合實驗裝置技術參數(shù):
1.工作電源：單相三線220V±5% 50Hz；
2.整機容量：<5KVA
3.控制信號：電壓0～5V；電流4～20MA;
4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm
5.上位計算機組態(tài)軟件
6.可以同時對三個參數(shù)進行采集，比如，一組測流量，一組測溫度，一組測壓力；
7.重量：實驗臺+實驗架，約重250Kg
四、過程控制綜合實驗裝置主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
序號 | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 數(shù)量 |
1. | 實訓平臺 | 實訓對象臺架全部采用不銹鋼框架 使用壽命增強不易生銹機械強度高 | 1套 |
2. | 實訓屏 | 提供實驗所需的單相AC220V電源，總電源由帶漏電保護的空氣開關控制，另控制屏內部設有電流型漏電保護器，配有漏電報警指示燈和告警復位按鈕，安全性符合國際標準。實訓裝置的電網電壓由一只指針式交流電壓表監(jiān)示。通過鑰匙開關和啟停控制按鈕，使強電系統(tǒng)的操作更為安全方便，進行實訓時鑰匙開關鑰匙由老師保管，等檢查無誤時由老師打開鑰匙開關。并設置有執(zhí)行元件輸入輸出接口、模擬量信號輸入輸出接口。所有信號接口均采用國際標準的IEC信號接口。執(zhí)行機構接口有單相可控硅移相調壓裝置、三相不銹鋼磁力泵及電加熱管組成。并將對象系統(tǒng)各傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號同面板上的插座相連，便于學生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。 | 1套 |
3. | 電腦桌 | 型材和鈑金結構，用于放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 | 1張 |
4. | 控制對象 | 包括2只上水箱、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優(yōu)質有機玻璃，結構包括緩沖槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相關實驗，水箱采用優(yōu)質有機玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不銹鋼板制成 不銹鋼溫控實驗箱1只由加熱箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內無水斷電保護裝置，也防止溫度干燒。 儲水箱自動進、排水裝置1套 其中儲水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出。 | 1套 |
5. | HONEYWELL智能電動調節(jié)閥 | 等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大.工作電壓24VAC，輸入電流4-20mADC 等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大,比普通的電動閥貴 | 1只 |
6. | 單相磁力泵 | 無泄漏，低噪音，單相220VAC，90W。 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。 | 1臺 |
7. | 三相磁力泵 | 無泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚程8米。 | 1臺 |
8. | 交流變頻控制（西門子） | 采用西門子公司的V20 0.37KW型變頻器，控制信號輸入為4～20mADC或0～5VDC，交流220V變頻輸出用來驅動三相磁力驅動泵。 | 1臺 |
9. | 溫控調壓模塊+散熱器 | 全隔離單相交流可控硅調壓模塊；控制信號：4-20mADC。
| 1套 |
10. | 加熱環(huán) | 功率：1800W，220VAC。 具有防干燒保護功能 | 1只 |
11. | 擴散硅壓力變送器（液位） | 選用西門子QBE2103壓力變送器探頭。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）。 | 2只 |
12. | 壓力變送器 | 選用西門子QBE2103壓力變送器。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）。 | 1只 |
13. | Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | Pt100：；溫度變送器：0.5級精度，0-100℃。 | 1套 |
14. | 渦輪流量計及流量變送器 | （1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。 | 2套 |
15. | PID調節(jié)器控制 | 硬件模擬PID控制掛箱由給定信號源、比例積分微分設定旋鈕以及PID調節(jié)回路組成，以上組成部分均由硬件給出動作，可完成單/雙閉環(huán)控制實驗。 | 1臺 |
16. | 智能儀表控制系統(tǒng) | AI 808P智能儀表 | 2臺 |
17. | PLC控制系統(tǒng) | 采用西門子S7-200 SMART主機CPU SR20(自帶以太網通訊口)，配置一個4入/2出模擬量模塊EM AM06，可完成所有單通道輸出、多通道輸入控制實驗。 | 1套 |
18. | 繼電器 | 歐姆龍小型繼電器 | 1只 |
19. | 電磁閥 | 電磁閥作為電動調節(jié)閥的旁路，可以實現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過手動閥開度可調節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。 | 1只 |
20. | 液面探頭 | 2只 | |
21. | 配有24v直流穩(wěn)壓電源 | 提供直流24V電源 | 1只 |
22. | 護套疊插式連接導線及配件 | —— | 1套 |
23. | 網絡控制軟件 | 上位機軟件 擁有完善的編程軟件、過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 每套過程控制實驗裝置需配置一臺上位監(jiān)控PC機，在智能儀表控制與PLC控制系統(tǒng)的PC機上安裝有MCGS工控組態(tài)軟件，能夠對設定值、輸出值、P、I、D及各類可寫參數(shù)進行操作，觀看動態(tài)變化棒圖顯示、測量值實時曲線等。 | 1套 |
24. | PLC編程軟件 | PLC的編程環(huán)境軟件，通過通訊電纜線使PLC與計算機使用本軟件建立通訊關系后，使用本軟件可以對PLC的所有功能進行編程，對編寫好的程序進行下裝，對已運行程序進行在線編程或監(jiān)控等。 | 1套 |
25. | 電腦 | 聯(lián)想I7-9700/8G/1T/2G獨立顯卡/ DVDRW/23.8英寸 | 1臺 |
五、系統(tǒng)能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調試
2.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗
3.單容自衡水箱的對象特性測試實驗
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗
5.溫度位式控制實驗（智能儀表控制、PLC控制）
6.溫度連續(xù)控制實驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
7.智能儀表控制實驗
8.單容水箱液位控制實驗（PLC控制和模擬PID控制）
9.雙容水箱液位控制實驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
10.流量定值控制實驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
11.單容水箱壓力PID控制實驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
12.單回路控制系統(tǒng)的質量研究
13.串級控制系統(tǒng)連接實驗
14.液位串級PID控制實驗
15.計算機控制系統(tǒng)
16.單片機控制系統(tǒng)
17.PLC上下水箱液位串級控制實驗——利用通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
18.液位流量串級控制實驗——利用通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
19.基于MATLAB的單回路PID控制實驗
20.基于MATLAB的串級PID控制實驗
