FCJS-6A型過程控制綜合實驗裝置

一、概述

過程控制綜合實驗裝置是本集自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術，自動控制技術為一體的多功能實驗裝置。系統包括流量、溫度、液位等參數，可實現系統參數測定、單回路控制、串級控制、前饋控制、比值控制等多種控制形式。該實驗裝置既可作為本科、?？?、高職過程控制課程的實驗裝置，也可作為研究生及科研人員在復雜控制系統、先進控制系統研究方面提供物理模擬對象和實現手段。

二、產品結構與特點

1.分體式設計，模塊化組裝式結構，可以實現不同的控制系統。

2.雙水箱配置；雙路供水系統。

3.實驗柜完全敞開設計，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。

5.裝置的儀表、部件均選用現代化技術工業級產品，智能化程度高。精度好，規格 多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業現場知識。為以后走上社會打好結實基礎。

6.安全度高，系統配有漏電保護，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、可根據記錄的實時曲線進行理論分析等。

8.電源保護措施

(1)加有電流型漏電保護器。

(2)三相電源加有保險管，防止斷路。

9.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。

10.漏電保護裝置及安全性；

(1)各種電源及各種儀表的可靠的保護功能

(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。

(3)實驗強電接線插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發生。

三、技術參數

1.供電電源

單相交流電源：電壓AC380V，功率1.5KW，標準三相五線制。系統接地良好。

2.實驗室應有水源和進排水口。進排水口與設備間距離一般要求小于10米

3.系統提供直流線性穩壓電源（朝陽電源產品） 24VDC/1A。

4.外形尺寸（組合后）：對象:1600mmX750mmX1850mm左右

5.重量：約重200Kg；實驗臺+實驗架，約重250Kg

四、系統組成

整套系統分為：上位控制層系統，實驗對象層，檢測傳感、變送、執行設備，上位控制軟件四部分。系統特點:整套系統安放在可移動的試驗臺桌上，小巧且試驗裝置占地面積小

水箱

可移動外置不銹鋼儲水箱及水泵安裝在帶可移動腳輪的推車上（由不銹鋼方鋼管制作的），作為一體。水泵出水口帶快插接頭，水泵同控制對象管路系統相連便可實驗。

4.有機玻璃雙容串接水箱：由進口有機玻璃制作，上位水箱(圓形大約：長200×寬200×高400mm)、下水箱(圓形大約：長200×寬200×高400mm)、上下水箱雙容串接安裝，每個水箱帶溢流管及下排水管及閥門，壓力液位傳感器接口。

2、檢測傳感器、執行機構：

1.流量傳感器：渦輪流量計＋流量變送儀。

2.液位傳感器：擴散硅液位傳感器二個，分別用于檢測上下兩個水箱的液位。另外加熱鍋爐容器上還加一個擴散硅壓力傳感器，做恒壓供水實驗時檢測容器壓力。

3.溫度傳感器：Pt100熱電阻傳感器一個，Pt100熱電阻溫度變送器一個。用于檢測帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐的內膽溫度。

4.壓力傳感器：擴散硅壓力傳感器一個。用于檢測管路壓力實驗時的動態壓力。

5.變頻調速器：三菱變頻調速器一個。用于調節變頻動力支路的供水壓力及流量。

6.電動調節閥：全不銹鋼電動調節閥一個。用于調節電動調節閥動力支路的供水壓力及流量。

3、過程控制系統

1.控制操作/實驗面板

上位控制操作/實驗臺同實驗對象裝置一體制作安裝。上位上位控制操作/實驗臺安裝在實驗臺桌上方。

2.控制操作/實驗面板

3.上位控制操作/實驗面板：鋼制噴塑結構。

4.強電控制面板：裝有漏電保護空氣開關、電流型漏電保護器，充分考慮人身安全保護；配置帶鑰匙的電源啟動控制回路和多組保險絲，同時每一組強電輸出都有旋鈕開關控制，保證設備安全，操作控制便捷；裝有分相電壓表、指示燈，直觀，強電信息一目了然；裝有變頻器及其控制接口面板，方便變頻器熟悉、操作和應用。

5.控制器面板：變頻控制器面板、智能儀表控制面板。

6.信號接口面板：控制對象中的儀表信號和電氣信號轉移到信號接線板上，提供AI、AO、DO等傳感器檢測及執行器控制信號接口，便于學生自己連線組成不同的控制系統。實驗者通過安全型接插式導線將實驗板與信號板之間進行不同的配線，以完成過程控制各類實驗。

7.智能儀表控制系統

儀表控制系統核心為帶通信功能的各種儀表，儀表內集成了各種算法，根據現場情況整定儀表控制算法的各種參數，達到控制效果。同時帶通訊功能的儀表與上位計算機的軟件平臺通訊。儀表各種參數和過程值進入軟件平臺（一般為工控組態軟件）的數據庫，再加上組態的流程畫面和操作界面，可以方便在上位計算機整定參數，對過程值進行記錄分析。

五、實驗教學內容

（1）單容及雙容液位對象特征參數測定實驗，了解復雜過程控制系統的構成。掌握復雜過程控制--串級控制方法（上下水箱液位串級控制）。

（2）測定離心泵恒流量、恒壓力控制系統在節躍干擾作用下，離心泵出口流量的過渡過程，利用最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間等參數評價離心泵恒流量控制系統的控制質量；

（3）掌握比例度P、積分時間I參數在流量、恒壓力控制系統的作用和過渡過程品質指標的影響；

（4）用“臨界比例度法”、“衰減曲線法”來工程整定PID控制參數；

（5）熟悉和掌握化工基本量（溫度、壓力、流量、液位）的測量方法及影響因素；對溫度、壓力進行校正，練習安裝和正確操作和測量。

（6）對現場在線運行儀表的故障查找并及時排除。

六、主要設備