一、裝置特點
1)被調參數囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數。
2)執行器中既有電動調節閥(或氣動調節閥)、單相調壓裝置等儀表類執行機構,又有變頻調速器等電力拖動類執行器。
3)調節系統除了有調節器的設定值階躍擾動外,還有在對象中通過另一動力支路或電磁閥和手操閥制造各種擾動。
4)一個被調參數可在不同動力源、不同的執行器、不同的工藝線路下演變成多種調節回路,以利于討論、比較各種調節方案的優劣。
5)某些檢測信號、執行器在本對象中存在相互干擾,它們同時輸入和工作時需對原獨立調節系統的被調參數進行重新整定,還可對復雜調節系統比較優劣。
6)各種控制算法和調節規律在開放的組態實驗軟件平臺上都可以實現。
7)實驗數據及圖表可以永久存儲,在MCGS組態軟件中也可隨時調用,以便實驗者在實驗結束后進行比較和分析。
二、裝置對象組成
該實驗裝置包括一組有機玻璃三容水箱,每個水箱裝有液位傳感器;同時具有兩路供水系統,一路由磁力泵、調節閥、電磁流量計組成,另一路由變頻器、磁力泵、渦輪流量計組成,通過閥門切換,任何一組供水可以到達任何一個水箱。
1)控制對象
1.不銹鋼儲水箱
2.有機玻璃三容水箱
2)系統動力設備
1.單相循環水泵
2.變頻電拖機構
3)檢測傳感器
1.擴散硅壓力液位傳感器
2.渦輪流量傳感器
3)執行機構
1.調節閥:用于調節一路供水的流量;
2.變頻器:通過調節泵的轉速以控制另一路供水的流量。
4)輔助系統
1.電源控制和信號接口面板
2.鍋爐防干燒裝置
3.實驗快插連接線
4.電氣附件
三、實驗裝置實驗項目
1)過程控制系統組成認識實驗
1.過程控制及檢測裝置硬件結構組成認識、控制方案組成與控制系統連接
2.智能調節儀表、智能變送儀表等智能儀表的操作及參數設定
3.傳感器的校正(零點遷移與量程調整)
2)被控對象特性測試實驗
1.調節閥流量靜態特性的測試
2.磁力泵變頻調速機構流量靜態特性的測試
3.單容水箱液位對象動態特性的測試
4.多容水箱液位對象動態特性的測試
3)位式控制系統實驗
1.一容、雙容、三容水箱液位的位式控制
4)單回路控制系統實驗
1.上水箱箱液位的定值控制
2.多容水箱液位的定值控制
5)串級控制系統的實驗
1.串級控制系統的信號連接
2.水箱液位的串級控制
3.上水箱的三閉環液位串級控制
4.水箱液位與調節閥流量的串級控制
5.水箱液位與變頻調速磁力泵支路流量的串級控制
5)自主設計開發控制系統實驗
1.基于MCGS實時數據庫,并借助于MCGS腳本程序,師生可自主設計開發具有個人創造性的控制系統;
2.基于數據采集與控制模塊所提供的輸入輸出實時數據,學生可直接采用Visual Basic或Visual C++自由構造控制系統,使學生體驗計算機控制系統的組成與實現方式,并在實際應用中提升其編程與調試能力。
四、過程控制實驗對象設備配置清單
序號 | 名 稱 | 功 能 | 型號 | 數量 |
1 | 設備框架 | 不銹鋼設備整體框架(由不銹鋼方管、不銹鋼底板組成) | 上海方晨 | 1 |
3 | 水箱 | 儲水箱(由1.5mm厚不銹鋼鏡面板制作) | 上海方晨 | 1 |
三容圓筒型有機玻璃上小水箱 | 3 | |||
5 | 水泵 | 上海新西山 | 2 | |
8 | 壓力液位傳感變送器 | 測量范圍:0-5Kpa 信號:4-20mA | YC01系列 | 3 |
流量計 | 渦輪流量計(帶變送儀表) | Lwgy-10A | 2 | |
10 | 電動調節閥 | 智能電動單座調節閥 | QSTP | 1 |
11 | 變頻器 | 帶通訊接口小功率變頻調速器 | FR-D720S-0.4Kw-CHR | 1 |
五、控控制臺(柜)實驗配置清單
序號 | 名 稱 | 功 能 型 號 | 數量 | |
上位控制系統 | 1 | 實驗控制操作臺(柜) | 上海方晨 | 1套 |
2 | 強電控制面板 | 上海方晨 | 1塊 | |
3 | I/O信號接口面板 | 上海方晨 | 1塊 | |
4 | 西門子PLC | CPU 1215C板載集成數字量14點輸入/10點輸出(晶體管),2路模擬量輸入,2路模擬量輸出。內置100KB工作存儲器10 KB保持性存儲器。數字量輸出類型為晶體管型。模擬量輸入電壓型,范圍0-10V對應量程0-27648,最大溢出數據為32767,輸入阻抗≥100KΩ,測量精度10位。集成1個以太網端口:3個用于HMI連接、8個用于CPU客戶端之間通信、1個用于PG編程設備、8個用于用戶程序中的以太網指令、3個用于CPU服務器之間通信。 | 1塊 | |
5 | AI智能調節儀表 | AI808系列 | 2塊 | |
6 | 24V開關電源 | 24V5A | 1個 | |
7 | 接頭插座及連接導線 | 可自鎖緊 | 1套 | |
軟件配置 | 8 | 組態軟件 | 上海方晨 | 1套 |
附件配置 | 9 | 實驗裝置說明書 | 上海方晨 | 1套 |
10 | 實驗操作指導書 | 上海方晨 | 1套 | |
11 | 實驗裝置電氣附件 | 1套 |