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HL-CGY01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)，對其進(jìn)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(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*。過程控制儀表工實(shí)訓(xùn)裝置集合多種控制方式，再現(xiàn)實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場使用的控制手段，采用聲光報(bào)警系統(tǒng)，并提供用戶更友好的二次開發(fā)接口。
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。
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, ,DDC計(jì)算機(jī)直接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。設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多臺電腦控制系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。
（2）、二水箱配置；雙路供水系統(tǒng)。
（3）、實(shí)驗(yàn)柜敞開設(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)場知識。為以后走上社會打好結(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）單相三線AC～220V±10% 50Hz。
（2）工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃相對濕度＜85%。
（3）裝置容量：＜6KVA。
（4）電源有內(nèi)、外電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置。
（5）各測量儀表均要有保護(hù)功能。
（6）控制信號：電壓1～5V，電流4～20mA。
（7）上位計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件組態(tài)王,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,可以組成網(wǎng)絡(luò),一臺老師機(jī)可以控制十幾臺學(xué)生機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
（8）可以同時(shí)對三個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，比如，一組測流量，一組測溫度，一組測壓力；
（9）重量：實(shí)驗(yàn)臺+實(shí)驗(yàn)架，約重250Kg
（10）動(dòng)力系統(tǒng)：功率可調(diào)的不銹鋼循環(huán)水泵:可組成不銹鋼泵＋電動(dòng)調(diào)節(jié)閥＋渦輪流量計(jì)的動(dòng)力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也可組成不銹鋼泵＋變頻器＋渦輪流量計(jì)的動(dòng)力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。單相可控硅移相調(diào)壓裝置、單相電加熱管組成鍋爐加熱動(dòng)力系統(tǒng)。
（11）不銹鋼框架及不銹鋼安裝底板：不銹鋼框架安裝有機(jī)玻璃雙容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器。不銹鋼安裝底板安裝固定不銹鋼支撐框架、檢測傳感執(zhí)行裝置、管路等。
（12）水泵出水口帶快插接頭。
（13）有機(jī)玻璃串接水箱，每個(gè)水箱帶溢流管及下排水管及閥門，壓力液位傳感器接口。
（14）電源控制屏
總電源帶漏電保護(hù)的空氣開關(guān)控制，另控制屏內(nèi)部設(shè)有電壓型漏電保護(hù)器、電流型漏電保護(hù)器，配有漏電報(bào)警指示燈和告警復(fù)位按鈕，安全性符合國際標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)訓(xùn)裝置需提供電網(wǎng)電壓指示。通過鑰匙開關(guān)和啟?？刂瓢粹o。并設(shè)置有執(zhí)行元件輸入輸出接口、模擬量信號輸入輸出接口。
對象模擬板：繪制有控制對象的管路連接原理圖，圖上元器件的布置與實(shí)際被控對象的元器件分布相對應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)直觀。
四、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 | 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 | 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.工作電壓24VAC，輸入電流4-20mADC | 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 |
3 | 三相磁力泵 | 無泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚(yáng)程8米。 | 1臺 | |
4 | 交流變頻控制（日本三菱） | 采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH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(qū)動(dòng)三相磁力驅(qū)動(dòng)泵。 | 1臺 | |
5 | 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：4-20mADC。 | 自行設(shè)計(jì)性能可靠安全 | 1套 |
6 | 加熱環(huán) | 功率：1800W，220VAC。 | 具有防干燒保護(hù)功能 | 1只 |
2、傳感變送器清單
序號 | 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的擴(kuò)散硅隔離探頭。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）。 | 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的擴(kuò)散硅隔離探頭。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）。 | 1只 | |
3 | Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | Pt100：A級；溫度變送器：0.5級精度，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：4-20mADC；（3）精度：0.5級。 | 整個(gè)系統(tǒng)管道由鋁塑管和不銹鋼管連接而成，不會產(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量管道流量和水泵出水口壓力。 | 2套 |
3、控制系統(tǒng)配置清單
序號 | 名稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品牌 | 數(shù)量 |
1 | 智能儀表控制系統(tǒng) | AI 808P智能儀表 | 廈門宇電 | 2臺 |
2 | PLC控制系統(tǒng) | 采用西門子S7-200 SMART主機(jī)CPU SR20(自帶以太網(wǎng)通訊口)，配置一個(gè)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(shí)驗(yàn)。 | 德國西門子 | 1套 |
4、軟件系統(tǒng)配置清單
序號 | 名稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品牌 | 數(shù)量 |
1 | PLC編程軟件 | step 7 MicroWIN | 西門子 | 1套 |
2 | PLC應(yīng)用軟件 | 1套 | ||
3 | 提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，實(shí)驗(yàn)教學(xué)PPT,等相關(guān)技術(shù)資料 | |||
5、其他設(shè)備
序號 | 名稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 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、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱容積17.5*10-3m3采用優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不銹鋼板制成 | 2只 |
2 | 不銹鋼溫控實(shí)驗(yàn)箱 | 帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐容器：內(nèi)膽容積>=Φ10×50（通動(dòng)態(tài)被加熱水），帶單相不小于1.5KVA電加熱管，夾套>=Φ15×40（帶保溫棉），加熱鍋爐容器做成全封閉式，內(nèi)膽安裝Pt100溫度傳感器。。 | 1只 |
3 | 不銹鋼儲水箱 | 內(nèi)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便 | 1只 |
4 | 儲水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置 | 其中儲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 | 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。 | 1只 |
7 | 液面探頭 | 自制 | 2只 |
8 | 配有24v直流穩(wěn)壓電源 | 提供直流24V電源 | 1只 |
9 | 全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。 | 外加工 | 1套 |
10 | 電腦桌 | 型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計(jì)算機(jī)，下方裝有萬向輪。 | 1臺 |
11 | 帶護(hù)套式連接導(dǎo)線及配件 | 采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)插連接線，里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片。 | 1套 |
五、系統(tǒng)能完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）特性實(shí)驗(yàn)
1、水箱單容特性實(shí)驗(yàn)
2、水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
3、上下水箱雙容特性實(shí)驗(yàn)
4、電動(dòng)閥流量特性實(shí)驗(yàn)
5、變頻器流量特性實(shí)驗(yàn)
6、溫度特性實(shí)驗(yàn)
7、鍋爐內(nèi)膽水溫測試
（二）單回路控制實(shí)驗(yàn)
1、單容液位定制控制實(shí)驗(yàn)
2、變頻器支路單容液位控制實(shí)驗(yàn)
3、上下水箱雙容液位定制控制實(shí)驗(yàn)
4、鍋爐內(nèi)膽壓力定值控制實(shí)驗(yàn)
5、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路單閉環(huán)流量控制實(shí)驗(yàn)
6、變頻器支路單閉環(huán)流量控制實(shí)驗(yàn)
7、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實(shí)驗(yàn)
（三）串級控制實(shí)驗(yàn)
1、水箱液位串級控制實(shí)驗(yàn)
（四）串級控制實(shí)驗(yàn)
1、比值控制實(shí)驗(yàn)
