SBCG-67過程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置
一、系統(tǒng)總體概述
過程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置、過程控制綜合實(shí)驗(yàn)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(duì)其進(jìn)行測(cè)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(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，過程控制綜合實(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)簡單，性價(jià)比優(yōu)越。
1、功能：
(1)、可滿足“自動(dòng)調(diào)節(jié)原理”，“過程控制”，“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。
（圖片僅供參考、以實(shí)際配置為準(zhǔn)）
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：
1、外形結(jié)構(gòu)：
2、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,模擬PID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；一路供水系統(tǒng)。
（3）實(shí)驗(yàn)柜完全敞開設(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，及溫控箱防止無水加溫自動(dòng)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(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)行過載保護(hù)，并具有防干燒保護(hù)功能；
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）人生安全及設(shè)備的保護(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)器件因過載造成損壞。
（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具有可靠的保護(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(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。
三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):
1. 工作電源：單相兩相線AC220V±10% 50Hz
2. 整機(jī)容量：≤1kVA
3. 外形尺寸：1600mm×800mm×1800mm
4.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)行開發(fā)的實(shí)驗(yàn)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(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。
5.重量：實(shí)驗(yàn)臺(tái)+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg
上位機(jī)軟件：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，配備工控組態(tài)軟件，單片機(jī)數(shù)據(jù)采集與Matlab算法控制軟件，PLC編程軟件：
（1）PLC編程軟件
通過通訊電纜線使PLC與計(jì)算機(jī)使用軟件建立通訊關(guān)系后，使用軟件可以對(duì)PLC的所有功能進(jìn)行編程，對(duì)編寫好的程序進(jìn)行下載和安裝，對(duì)已運(yùn)行程序進(jìn)行在線編程或監(jiān)控等。
（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(shí)采集作圖。達(dá)到學(xué)生可以使用Labview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)。
四、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)Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
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)Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
9.雙容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)（單片機(jī)Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
10.流量定值控制實(shí)驗(yàn)（單片機(jī)Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
11.單容水箱壓力PID控制實(shí)驗(yàn)（單片機(jī)Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
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.PLC控制系統(tǒng)；
16.單片機(jī)Labview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Labview的單回路PID控制實(shí)驗(yàn)；
20.下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫；
21.上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài)
五、系統(tǒng)主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
1、系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置清單
序號(hào) | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 特 點(diǎn) | 數(shù)量 |
1 | 智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
| 工作電壓220v交流，控制信號(hào)4-20ma。反饋信號(hào)4-20ma，位置進(jìn)度±1%，有OLED大屏顯示。 | 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 |
2 | 單相磁力泵 | 無泄漏，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) |
3 | 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。 | 自行設(shè)計(jì)性能可靠安全 | 1套 |
4 | 加熱環(huán) | 功率：800W，220VAC。 | 具有防干燒保護(hù)功能 | 1只 |
2、傳感變送器清單
序號(hào) | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 特 點(diǎn) | 數(shù)量 |
1 | 擴(kuò)散硅壓力變送器（液位） | 選用美國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）。 | 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 | 2只 |
2 | 壓力變送器 | 選用美國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 |
3 | 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 |
4 | 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)。 | 整個(gè)系統(tǒng)管道由鋁塑管和不銹鋼管連接而成，不會(huì)產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。所有的手動(dòng)閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，流量計(jì)和壓力傳感器安裝在官道上以測(cè)量管道流量和水泵出水口壓力。 | 1套 |
3、控制系統(tǒng)配置清單
序號(hào) | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品 牌 | 數(shù)量 |
1 | 單片機(jī)Labview控制 | 2模擬量輸入,1模擬量輸出 |
| 1套 |
2 | 智能儀表控制系統(tǒng) | AI 808P智能儀表 | 廈門宇電 | 1臺(tái) |
3 | PLC控制 | SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，繼電器型,12輸入/8輸出，EM AM06，4入2出模擬量。 | 西門子 | 1套 |
4、軟件系統(tǒng)配置清單
序號(hào) | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品 牌 | 數(shù)量 |
1 | labview控制軟件 |
|
| 1套 |
2 | 智能儀表控制軟件 | —— | —— | 1套 |
3 | PLC編程軟件 | step 7 MicroWIN | 西門子 | 1套 |
5、其他設(shè)備
序號(hào) | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品 牌 | 數(shù)量 |
1 | 實(shí)驗(yàn)用淡藍(lán)色透明有機(jī)玻璃水箱 | 包括上水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成 |
| 2只 |
2 | 不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱 | 由加熱箱、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。 |
| 1只 |
3 | 不銹鋼儲(chǔ)水箱 | 內(nèi)有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便 |
| 1只 |
4 | 儲(chǔ)水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置 | 其中儲(chǔ)水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開將水直接排出。 |
| 1套 |
5 | 繼電器 | 小型繼電器 | 國產(chǎn) | 1只 |
6 | 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，通過手動(dòng)閥開度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。 | 國產(chǎn) | 1只 |
7 | 全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。 | 外加工 |
| 1套 |
