过程控制及综合自动化系列

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上海方晨科教设备制造有限公司

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    FCGK-01A过程控制实验装置


    FCGK-01A过程控制实验装置
    一、概述
        1、过程控制综合实验装置(Process Control System,简称PCS),是模仿现代工业生产过程中常见的物理量,诸如温度、压力、流量、液位等参数,对其进行测量、控制,分析过程参数变化特性,研究过程控制规律(如PID控制)的教学实验设备,过程控制综合实验装置选用智能化的工业用仪器仪表,接近工业实际,使用安全,运行稳定,维护简单,性价比优越。本装置集合多种控制方式,再现实际工业现场使用的控制手段,采用声光报警系统,并提供用户更友好的二次开发接口。
    2、可满足“自动调节原理”,“过程控制”,“控制仪表”,“自动检测技术与传感器”,“计算机”及相关课程的教学实验需求;
    3、可作为有关企业技术人员、仪表操作人员、系统运行监控人员的实习、培训实验设备。
    二、产品结构与特点:
    1、分体式设计,模块化组装式结构,可以根据不同的需要选择、PLC控制,仪表控制,模拟PID控制,单片机和计算机控制组成不同的控制系统。含有常规水箱检测控制装置、锅炉加热装置。
    2、二水箱配置;双路供水系统。
    3、实验柜完全敞开设计,内部器件全部可视,有利直观教学和维护。
    4、人性化设计,配有储水箱,进排水自控装置,减轻实验人员劳动强度。为实验文明操作提供条件。
    5、装置的仪表、部件均选用现代化技术工业级产品,智能化程度高。精度好,规格多样。有利直观教学和拓宽学生工业现场知识。为以后走上社会打好结实基础。
    6、安全度高,系统配有漏电保护,带保护套的专用实验电源连线,及温控箱防止无水加温自动控制等,力求保护人身、设备安全。
    7、开放度好,在教师指导下,学生可观察、可自己动手参与操作、可自行编程进行验证、可根据记录的实时曲线进行理论分析等。
    8、锅炉加热程控保护系统:
    (1)加热电路加有保险管进行过载保护,并具有防干烧保护功能;
    (2)锅炉加热内胆加由水位液位保护装置,水位不达到一定的高度,控制系统不能控制可控硅调压器工作。
    9、人生安全及设备的保护措施:
    (1)加有电流型漏电保护器,防止设备漏电短路造成的设备及人身伤害。
    (2)各控制电路加有保险管,有效保护器件因过载造成损坏。
    10、电源启停控制方式;采用启停按钮控制接触器来控制电源的启停。
    11、漏电保护装置及安全性和安全承诺:
    (1)各种电源及各种仪表具有可靠的保护功能
    (2)各种电源及各种仪表的强电采用开关控制,学生不自行接线,不存在强弱电混插的问题。
    (3)实验强电接线插头采用封闭式结构,防止触电事故的发生。
    三、系统技术参数:
    1.工作电源:单相三线 220V±5% 50Hz;
    2.    整机容量:<5KVA   
    3.控制信号:电压0~5V;电流4~20MA;
    4.外形尺寸:1720mm×730mm×1600mm
    5.上位计算机组态软件
    6.可以同时对三个参数进行采集,比如,一组测流量,一组测温度,一组测压力;
    7.重量:实验台+实验架,约重250Kg
    四、系统主要配置及功能介绍(以下为单套配置清单)
    序号 名 称 规格、参数 数量
    1 实训平台 实训对象台架全部采用不锈钢框架
    使用寿命增强不易生锈机械强度高
    1套
    2 实训屏 提供实验所需的单相AC220V电源,总电源由带漏电保护的空气开关控制,另控制屏内部设有电流型漏电保护器,配有漏电报警指示灯和告警复位按钮,安全性符合国际标准。实训装置的电网电压由一只指针式交流电压表监示。通过钥匙开关和启停控制按钮,使强电系统的操作更为安全方便,进行实训时钥匙开关钥匙由老师保管,等检查无误时由老师打开钥匙开关。并设置有执行元件输入输出接口、模拟量信号输入输出接口。所有信号接口均采用国际标准的IEC信号接口。执行机构接口有单相可控硅移相调压装置、三相不锈钢磁力泵及电加热管组成。并将对象系统各传感器检测及执行器控制信号同面板上的插座相连,便于学生自己连线组成不同的控制系统。 1套
    3 电脑桌 型材和钣金结构,用于放置计算机,下方装有万向轮。尺寸:560mm×600mm×1020mm。 1张
    4 控制对象 包括2只上水箱、下水箱和储水箱。上、下水箱采用优质有机玻璃,结构包括缓冲槽、工作槽、出水槽,用以完成液位相关实验,水箱容积17.5*10-3m3采用优质有机玻璃,水箱底部均接有压力传感器。储水箱由不锈钢板制成
    不锈钢温控实验箱1只       由加热箱、加热环、Pt100、温度变送器组成,加热箱内无水断电保护装置,也防止温度干烧。
    储水箱自动进、排水装置1套  其中储水箱底部装有出水阀,水箱需要更换水时,把出水阀打开将水直接排出。   
    1套
    5 HONEYWELL智能电动调节阀 等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大.工作电压 24VAC,输入电流4-20mADC
    等百分比特性内置侍服放大器,稀土永磁同步电机,体积小,力矩大,比普通的电动阀贵
    1只
    6 三相磁力泵 无泄漏,低噪音,三相220VAC,180W,扬程8米。 2台
    7 交流变频控制(日本三菱) 采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型变频器,控制信号输入为4~20mADC或0~5VDC,交流220V变频输出用来驱动三相磁力驱动泵。 2台
    9 温控调压模块+散热器 全隔离单相交流可控硅调压模块;控制信号:4-20mADC。
     
    1套
    10 加热环  功率:1800W,220VAC。
    具有防干烧保护功能
    1只
    11 扩散硅压力变送器(液位) 选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度;输出信号:选4-20mADC(二线制);接头及外壳材料:不锈钢(1Cri18Ni9Ti)。 2只
    12 压力变送器 选用美国NovaSensor原装进口的扩散硅隔离探头。0.5级精度;输出信号:选4-20mADC(二线制);接头及外壳材料:不锈钢(1Cri18Ni9Ti)。 1只
    13 Pt100温度传感器及温度变送器 Pt100:A级;温度变送器:0.5级精度,0-100℃。 1套
    14 涡轮流量计及流量变送器 (1)量程:选0-1200L/h;(2)输出信号:4-20mADC;(3)精度:0.5级。 2套
    15 单片机控制 4模拟量输入,2模拟量输出 1套
    16 PID调节器控制 硬件模拟PID控制挂箱由给定信号源、比例积分微分设定旋钮以及PID调节回路组成,以上组成部分均由硬件给出动作,可完成单/双闭环控制实验。 1台
    17 智能仪表控制系统 AI 808P智能仪表 2台
    18 PLC控制系统 采用西门子S7-200 SMART主机CPU SR20(自带以太网通讯口),配置一个4入/2出模拟量模块EM AM06,可完成所有单通道输出、多通道输入控制实验。 1套
    19 继电器 小型继电器 1只
    20 电磁阀 电磁阀作为电动调节阀的旁路,可以实现阶跃和脉冲干扰,通过手动阀开度可调节阶跃和脉冲干扰的大小。 1只
    21 液面探头   2只
    22 配有24v直流稳压电源 提供直流24V电源 1只
    23 带护套手枪式连接导线及配件 —— 1套
    24 网络控制软件 上位机软件
    拥有完善的编程软件、过程装置管理软件及上位监控管理软件,配备MCGS工控组态软件(DEMO),单片机数据采集与Matlab算法控制软件, PLC编程软件:
    MCGS工控组态软件
    每套过程控制实验装置需配置一台上位监控PC机,在智能仪表控制与PLC控制系统的PC机上安装有MCGS工控组态软件,能够对设定值、输出值、P、I、D及各类可写参数进行操作,观看动态变化棒图显示、测量值实时曲线等。
    1套
    25 PLC编程软件 PLC的编程环境软件,通过通讯电缆线使PLC与计算机使用本软件建立通讯关系后,使用本软件可以对PLC的所有功能进行编程,对编写好的程序进行下装,对已运行程序进行在线编程或监控等。 1套
    26 智能仪表控制软件 利用RS232通信接口,配合单片机控制与计算机算法控制软件,实现各种数字式PID运算控制和各种先进的智能控制,并实现数据实时采集作图。而且学生可以使用著名的MATLAB数学软件自行编制各种新型的、先进的控制算法,如模糊控制、神经元控制等。另外单片机还可作为独立的控制器完成实验。 1
    五、系统能完成的实验项目
    1.实验装置的基本操作与仪表调试
    2.压力变送器的零点迁移和性能测试实验
    3.单容自衡水箱的对象特性测试实验
    4.双容自衡水箱的对象特性测试实验
    5.温度位式控制实验(智能仪表控制、PLC控制,共有两种模式)
    6.温度连续控制实验(单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制,共有四种模式)
    7.智能仪表控制实验
    8.单容水箱液位控制实验(单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制,共有四种模式)
    9.双容水箱液位控制实验(单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制,共有四种模式)
    10.流量定值控制实验(单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制,共有四种模式)
    11.单容水箱压力PID控制实验(单片机控制、智能仪表控制、PLC控制和模拟PID控制,共有四种模式)
    12.单回路控制系统的质量研究
    13.串级控制系统连接实验
    14.液位串级          PID控制实验
    15.计算机控制系统
    16.单片机控制系统
    17.PLC上下水箱液位串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件
    18.液位流量串级控制实验——利用PC/PPI通讯电缆、MCGS组态软件
    19.基于MATLAB的单回路PID控制实验
    20.基于MATLAB的串级PID控制实验

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