"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SBGC-1過(guò)程控制綜合實(shí)驗裝置
一、概述：
過(guò)程控制綜合實(shí)驗裝置（Process Control System，簡(jiǎn)稱(chēng)PCS），是模仿現代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數，對其進(jìn)行測量、控制，分析過(guò)程參數變化特性，研究過(guò)程控制規律(如PID控制)的教學(xué)實(shí)驗設備，過(guò)程控制綜合實(shí)驗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，運行穩定，維護簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比優(yōu)越。本裝置集合多種控制方式，再現實(shí)際工業(yè)現場(chǎng)使用的控制手段，采用聲光報警系統，并提供用戶(hù)更友好的二次開(kāi)發(fā)接口。
1、功能：
(1)、可滿(mǎn)足"自動(dòng)調節原理"，"過(guò)程控制"，"控制儀表"，"自動(dòng)檢測技術(shù)與傳感器","計算機"及相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗需求；
(2)、DCS和過(guò)程控制分時(shí)使用，互相不干擾。
2、技術(shù)支持：
公司依托浙江大學(xué)強大的技術(shù)支持，擁有過(guò)程控制實(shí)驗裝置的自主開(kāi)發(fā)能力。結合控制領(lǐng)域的新理論、新方法，公司將源源不斷研制和創(chuàng )新實(shí)驗設備，開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)控制算法，以適應高校教學(xué)實(shí)驗改革，滿(mǎn)足現代化教育發(fā)展的需要，促進(jìn)向更高層次發(fā)展。
公司倡導誠信服務(wù)，竭力做好客戶(hù)服務(wù)和技術(shù)支持工作。通過(guò)直觀(guān)真實(shí)的實(shí)驗，使學(xué)生全面系統地了解過(guò)程控制系統的特性，學(xué)習掌握控制系統的設計與實(shí)現方法。
二、產(chǎn)品結構與特點(diǎn)：(以實(shí)際生產(chǎn)為準)
1、外形結構：
計算機網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)絡(luò )示意圖
4、設備特點(diǎn)：
（1）、分體式設計，模塊化組裝式結構，可以根據不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,DDC控制無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成不同的控制系統。含有常規水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。設備可以實(shí)現多臺電腦控制系統，進(jìn)行遠程網(wǎng)絡(luò )控制.
（2）、三水箱配置；雙路供水系統。
（3）、實(shí)驗柜完全敞開(kāi)設計，內部器件全部可視，有利直觀(guān)教學(xué)和維護。
（4）、人性化設計，配有儲水箱，進(jìn)排水自控裝置，減輕實(shí)驗人員勞動(dòng)強度。為實(shí)驗文明操作提供條件。
（5）、裝置的儀表、部件均選用現代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規格多樣。有利直觀(guān)教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現場(chǎng)知識。為以后走上社會(huì )打好結實(shí)基礎。
（6）、安全度高，系統配有漏電保護，帶保護套的專(zhuān)用實(shí)驗電源連線(xiàn)，及溫控箱防止無(wú)水加溫自動(dòng)控制等，力求保護人身、設備安全。
（7）、開(kāi)放度好，在教師指導下，學(xué)生可觀(guān)察、可自己動(dòng)手參與操作、可自行編程進(jìn)行驗證、可根據記錄的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)進(jìn)行理論分析等。
（8）鍋爐加熱程控保護系統
A、加熱電路加有保險管進(jìn)行過(guò)載保護；
B、鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統不能控制可控硅調壓器工作。
（9）、電源保護措施
A、加有電流型漏電保護器，防止設備漏電短路造成的設備及人身傷害。
B、各控制電路加有保險管，有效保護器件因過(guò)載造成損壞。
（10）、電源啟？刂品绞；采用啟停按鈕控制接觸器來(lái)控制電源的啟停。
（11）、漏電保護裝置及安全性和安全承諾；
A、各種電源及各種儀表的可靠的保護功能
B、各種電源及各種儀表的強電采用開(kāi)關(guān)控制，學(xué)生不自行接線(xiàn)，不存在強弱電混插的問(wèn)題。
C、實(shí)驗強電接線(xiàn)插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發(fā)生。
三、技術(shù)參數與要求:
1、供電電源
單相交流電源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統必需接地良好。
2、實(shí)驗室應有水源和進(jìn)排水口。進(jìn)排水口與設備間距離一般要求小于10米
3、系統儀表的輸入、輸出信號符合IEC標準
（1）變送器電流源信號：4-20mADC。
（2）儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）
4、系統提供直流線(xiàn)性穩壓電源（朝陽(yáng)電源產(chǎn)品） 24VDC/1A。
5、上位計算機組態(tài)軟件
應用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的實(shí)驗系統。運行環(huán)境要求，參見(jiàn)MCGS用戶(hù)指南？梢越M成網(wǎng)絡(luò ),一臺老師機可以控制十幾臺學(xué)生機,實(shí)現數據共享。
四、系統配置
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執 行 機 構 |
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名稱(chēng) |
單位 |
數量 |
技術(shù)參數 |
型號 |
產(chǎn)地 |
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智能電動(dòng)調節閥 |
只 |
1 |
電動(dòng)調節閥是新一代超小型電子式一體化直行程電動(dòng)調節閥。采用精小型電動(dòng)執行器伺服放大器，它以220V交流電源為驅動(dòng)電源，輸入標準的4～20mADC控制信號，經(jīng)伺服放大器控制，使電機帶動(dòng)減速器運行而產(chǎn)生軸向推力，使閥芯移動(dòng)，改變閥門(mén)的開(kāi)度，達到對液位，流量等工藝參數的調節，從而實(shí)現自動(dòng)控制的目的。超小型直行程單座電動(dòng)調節閥。廣泛應用于電力、暖通中央空調、冶金、輕工等行業(yè)的自動(dòng)化控制系統，更適用于高校教學(xué)和科研設備。 閥體為鑄鐵材質(zhì)，閥芯為不銹鋼材質(zhì)，國標法蘭安裝，DC4～20mA電流信號控制，工稱(chēng)通徑DN15。該調節閥為直行程氣動(dòng)控制調節閥，具有精度高、技術(shù)先進(jìn)、體積小、重量輕、推動(dòng)力大、耗氣量少、可靠性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。由控制器直接發(fā)送模擬信號控制閥門(mén)定位器，閥門(mén)定位器驅動(dòng)執行機構動(dòng)作，使用和校正都非常方便；進(jìn)口閥門(mén)定位器帶HART通信功能，可與HART手持操作器進(jìn)行通訊。電源為單相220V，控制信號為4～20mADC或1～5VDC，輸出為4～20mADC的閥位信號，使用和校正非常方便。 |
QSTP-16K |
上海江浪 |
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磁力泵 |
臺 |
1 |
本裝置采用磁力驅動(dòng)是泵，流量為30升/分，揚程為8米，功率為180W。泵體完全采用不銹鋼材料。本裝置采用兩只磁力驅動(dòng)泵,一只為二相380V恒壓驅動(dòng)，另一只為三相變頻220V輸出驅動(dòng)。 |
上海西山MP-55R-220 上海西山MP-55R-380 |
上海 |
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交流變頻控制 |
臺 |
1 |
1、交流變頻器電壓和功率范圍： 2、200-240 V，± 10%，單相交流，0.75KW；
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FR-D720S-0.4Kw-CHR |
三菱 |
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單相可控硅裝置 |
套 |
1 |
1、輸入電壓為交流220V 50Hz，負載10A。 2、控制輸入信號為4-20mADC或0～5VDC可選。通過(guò)改變控制信號的輸入來(lái)控制強電的輸出，最終控制加熱管加熱。 3、移相角范圍 150°~0°。 |
DTY-220D25E |
杭州 |
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加熱環(huán) |
只 |
1 |
功率：1800W，220VAC。 |
定制 |
碩博 |
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傳 感 變 送 器 |
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擴散硅壓力（液位）變送器 |
只 |
4 |
4個(gè)液位變送器分別用來(lái)對三個(gè)水箱的液位進(jìn)行檢測，其量程為0～5Kpa，精度為0.5級。工作電壓為DC24v，G1/2″外螺紋。采用工業(yè)用的擴散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時(shí)采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補償。 |
YC801 |
碩博 |
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渦輪流量計及流量變送器 |
套 |
1 |
渦輪流量計分別用來(lái)對由電動(dòng)調節閥控制的動(dòng)力支路、采用標準二線(xiàn)制傳輸方式，工作時(shí)需提供DC24V直流電源。流量范圍：0～1.2m3/h；精度：1.0%；輸出：4～20mA。 |
LMGY-10 |
合肥福斯達 |
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電磁流量計及變送器 |
套 |
1 |
由變頻器控制的動(dòng)力支路及盤(pán)管出口處的流量進(jìn)行檢測, （1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。結構小巧精致,安裝方便,精度高。 |
FMCLDE |
合肥福斯達 |
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控 制 單元 |
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▲DDC |
臺 |
1 |
1、模擬量輸入模塊 分辨率：16位模擬輸入范圍：±150mV、±500mV、±1V、±5V、±10V、±20mA 通道數：6路差動(dòng)/2路單端或8路差動(dòng)采樣頻率10KHz 2、模擬量輸入模塊 分辨率：14位模擬輸入范圍：0～20mA、4～20mA通道數：4路D/A通道需外配電源供電 3、網(wǎng)絡(luò )控制軟件：計算機控制技術(shù)現場(chǎng)總線(xiàn)，采用工業(yè)以太網(wǎng)IEEE802.3協(xié)議族，具有良好的開(kāi)放性，共享總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )結構，以能夠相互共享資源的方式結合起來(lái)。計算機網(wǎng)絡(luò )中的技術(shù)具有自治特點(diǎn)，他們以傳輸數據和控制為目的。一個(gè)工程師站，可以控制無(wú)限個(gè)操作員站，老師可以在任何地方對他進(jìn)行監控和控制，用密碼的形式來(lái)實(shí)現。 |
8017,8024 |
北京集知達 |
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PLC-200SMART |
臺 |
1 |
SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，繼電器型,12輸入/8輸出，EM AM06，4入2出模擬量。 |
PLC-200SMART |
臺 |
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智能儀表控制 |
臺 |
2 |
智能數字調節記錄儀：集信號采集、運算、控制、顯示記錄、通信、數據轉存、分析統計報表、配置、報警為一體的智能儀表，采用32M NAND Flash 作為歷史數據的存儲介質(zhì)，還可通過(guò)CF 卡將組態(tài)設置和歷史數據保存在計算機或其他設備中，將所需要的數據永久保存。具有8路模擬量輸入、4路模擬量輸出、4路報警輸出，支持電流輸入，電壓輸入，熱電阻及熱電偶信號輸入。 |
AI808P |
廈門(mén)宇電 |
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▲智能制造的遠程信息化系統 |
套 |
1 |
4路模擬量以上采集通道，多路開(kāi)關(guān)量輸入和輸出。支持TCP/UDP工作方式，設備均可與PLC、組態(tài)軟件、組態(tài)屏等進(jìn)行通信，將現場(chǎng)的大量不同區域工業(yè)設備的數據，傳輸到遠端的數據中心，實(shí)現遠程數據監控，設備診斷、程序維護和故障報警等功能，為用戶(hù)提供一種簡(jiǎn)單可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數據遠程傳輸方案。支持通過(guò)電腦客戶(hù)端、手機 APP 和網(wǎng)頁(yè)遠程數據監控； 支持歷史數據記錄，采集和記錄登記的監控點(diǎn)的數據，并支持列表曲線(xiàn)的數據展示和常用的統計分析； 接口開(kāi)放，用戶(hù)可自行組態(tài)；同時(shí)開(kāi)放 HTTP 接口和 SDK 接口， 用戶(hù)可自行編程。 |
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▲主機監測單元 |
套 |
1 |
電路部分采用超薄可折疊導電材料技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測主機多路運行狀況（4路以上），并且帶液晶顯示和報警顯示，主機檢測單元可反復折疊不損壞電路，支持手機無(wú)線(xiàn)采集數據。不推薦手機數據線(xiàn)導入數據模式、不推薦WIFI及藍牙等手機數據接受模式。 |
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碩博 |
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▲過(guò)程控制仿真實(shí)驗箱 |
套 |
1 |
要求采用牛頓遠程數據采集模塊，D/A8024模塊4路模擬輸出4~20mA電流，A/D8017模塊8路模擬輸入1~5V。采用智能調節器（精度：0.2級 輸出：4～20mA）。（1）仿真系統模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的四大熱工參數，包括液位對象，溫度對象，流量對象，壓力對象，無(wú)縫對接“過(guò)程控制實(shí)驗裝置”的控制系統，能夠完成基本對象特性測試、單閉環(huán)控制、串級控制、前饋反饋控制、流量比值控制等實(shí)驗，可以替代被控對象。 （2）仿真軟件要求在軟件設計有原理結構圖，具有可開(kāi)發(fā)性。同時(shí)要求可開(kāi)放源代碼給學(xué)校，供學(xué)生自己研究和設計，既滿(mǎn)足基本教學(xué)同時(shí)也可作為研究創(chuàng )新平臺使用。 （3）要求提供流量和液位單回路、比值控制、串級控制系統 3 種實(shí)驗的Simulink 控制軟件建模界面和響應曲線(xiàn)。 （4）軟件具有以下界面圖： 1）單容水箱建模界面圖； 2）單容水箱建模響應曲線(xiàn)圖； 3）單容水箱控制界面圖； 4）單容水箱液位控制響應曲線(xiàn)； 5）比值流量實(shí)物控制圖； 6）比值流量控制響應曲線(xiàn)； 7）比值流量仿真圖； 8）比值流量仿真響應曲線(xiàn)； 9）上下水箱串級實(shí)物控制圖； 10）上下水箱串級液位控制響應曲線(xiàn)； 11）上下水箱液位串級模型仿真圖； 12）上下水箱串級液位仿真響應曲線(xiàn)； 13）上水箱液位流量串級實(shí)物控制圖； 14）上水箱液位流量串級試驗曲線(xiàn)； 15）上水箱液位流量串級仿真圖； 16）上水箱液位流量串級仿真響應曲線(xiàn)。 |
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其 它 設 備 |
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實(shí)驗用淡藍色透明有機玻璃水箱 |
只 |
3 |
1、采用淡藍色優(yōu)質(zhì)有機玻璃由幾部分組成，工作槽需要穩定； 2、水箱底部均接有擴散硅壓力變送器，對水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。水箱上部全部帶開(kāi)口，方便清洗。上水箱半徑：11cm，高度30cm；下水箱半徑:12.5cm，高度30cm。 |
YCCD-1 |
碩博 |
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不銹鋼溫控實(shí)驗箱 |
只 |
1 |
由加熱箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內無(wú)水斷電保護裝置，也防止溫度干燒。 |
YCCD-2 |
碩博 |
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不銹鋼儲水箱 |
只 |
1 |
內有獨特的結構設計和不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，拆洗方便，采用1.5厚304不銹鋼板制成，容量為150L以上,儲水箱內部有過(guò)濾網(wǎng)罩，如果要清洗水箱內部的污垢可以把過(guò)濾網(wǎng)罩卸下來(lái)，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。水箱的上部和底部裝須有注水不銹鋼閥門(mén)和不銹鋼排水閥門(mén)，方便實(shí)驗用水的更換。 |
YCCD-3 |
碩博 |
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電磁閥 |
套 |
1 |
電磁閥安裝在電動(dòng)調節閥的旁路，電磁閥工作壓力：最小壓力為0kg/cm2，最大壓力為10kg/cm2；工作溫度：－5～60℃。工作電壓交流220v。 |
2W系列 |
溫州德力西 |
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接觸器 |
只 |
2 |
220V交流接觸器 |
CJX2-09 |
正泰 |
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盤(pán)管 |
只 |
1 |
模擬工業(yè)現場(chǎng)的管道輸送和滯后環(huán)節，在盤(pán)管上有三個(gè)不同的溫度檢測點(diǎn)，它們的滯后時(shí)間常數不同，在實(shí)驗過(guò)程中可根據不同的實(shí)驗需要選擇不同的溫度檢測點(diǎn)。盤(pán)管的長(cháng)度為20米，直徑為DN15.盤(pán)管的出水通過(guò)手動(dòng)閥門(mén)的切換既可以流入鍋爐內膽。 |
YCCD-4 |
碩博 |
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閥門(mén) |
只 |
15 |
整個(gè)系統管道由敷塑不銹鋼管連接而成，其中儲水箱底部裝有出水閥，當水箱需要更換水時(shí)，把出水閥打開(kāi)將水直接排出。 |
DN15 |
永德信不銹鋼球閥 |
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實(shí)驗對象：不銹鋼支架 |
套 |
1 |
1、304不銹鋼管焊接而成； 2、尺寸：1.8×0.8×1.8（m），承重250kg，結構為全不銹鋼焊接框架結構。1800mm（高）×2000mm（長(cháng)）×800mm（寬）；采用全開(kāi)放式設計，美觀(guān)大方，操作維護方便。 |
YCCD-5 |
碩博 |
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鍋爐 |
套 |
1 |
需有1800w二相電加熱管加熱的常壓加熱爐，容量為1升。包括加熱層（鍋爐內膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由304不銹鋼精制而成，主要完成相關(guān)的溫度實(shí)驗。做溫度實(shí)驗時(shí)，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測其溫度，可完成溫度的定值控制、串級控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實(shí)驗？刂凭仍谡`差5%以?xún)取?/span> |
YCCD-6 |
碩博 |
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控制系統實(shí)驗平臺 |
套 |
1 |
實(shí)訓操作臺架：外型尺寸為1730mm×730mm×1650mm（長(cháng)*寬*高），實(shí)訓操作臺架為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，操作面具有防火、防水、耐磨高密度板, 尺寸為于1730×380mm（長(cháng)*寬），結構堅固；臺架下半部設有兩個(gè)大抽屜、柜門(mén)。操作面中不低于1250mm×300mm（長(cháng)*寬）面積用于安裝電源控制屏。臺架底部設有4—6個(gè)萬(wàn)向輪。 （3）提供執行機構及I/O信號接口面板：所有信號采用國際標準的IEC信號。提供執行機構接口有三相可控硅移相調壓裝置1只、提供電動(dòng)調節閥1只、提供三相不銹鋼磁力泵2只（變頻泵1只、恒壓泵1只）、提供電磁閥標識1只、提供智能電動(dòng)球閥1只、提供變頻器輸入及輸出接口及三相電加熱管組成，另外電加熱鍋爐帶有防干燒保護設備、磁力驅動(dòng)泵防反轉裝置。各傳感器接口有液位變送器3只，提供溫度傳感器6只、提供渦輪流量傳感器2只、提供電磁流量計1只、提供壓力變送器1只。以上提供的各傳感器檢測及執行器控制信號在面板上的插座設計體現，便于學(xué)生自己連線(xiàn)組成不同的控制系統。 |
YCCD-7 |
碩博 |
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軟 件 系 統 |
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MCGS組態(tài)軟件 |
只 |
1 |
MCGS 通用版 |
昆侖通態(tài) |
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DDC系統實(shí)驗軟件 |
套 |
1 |
RemoDAQ-8000 Utility |
北京集智達 |
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PLC編程軟件 |
套 |
1 |
step 7 MicroWIN |
西門(mén)子 |
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★網(wǎng)絡(luò )控制軟件 |
套 |
1 |
MCGS 網(wǎng)絡(luò )版 上位計算機組態(tài)軟件 應用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的實(shí)驗系統。運行環(huán)境要求，參見(jiàn)MCGS用戶(hù)指南？梢越M成網(wǎng)絡(luò ),一臺老師機可以控制十幾臺學(xué)生機,實(shí)現數據共享。 1、工程師站，可以操作網(wǎng)內所有的設備，可以直接監控和修改程序； 2、監控中心，可以監控網(wǎng)內所有設備的運行狀態(tài)和生產(chǎn)數據； 3、操作員站，可以操作現場(chǎng)設備，支持所有帶網(wǎng)口的觸摸屏； 4、客戶(hù)端，網(wǎng)內的所有客戶(hù)端都可以訪(fǎng)問(wèn)監控中心的數據。） 投標時(shí)帶演示
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昆侖通態(tài) |
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儀表控制軟件 |
套 |
1 |
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五、控制實(shí)驗
特性實(shí)驗
1、水箱單容特性實(shí)驗
2、水箱雙容特性實(shí)驗
3、上下水箱雙容特性實(shí)驗
4、電動(dòng)閥流量特性實(shí)驗
5、變頻器流量特性實(shí)驗
6、溫度特性實(shí)驗
7、壓力特性實(shí)驗
8、箱液位數學(xué)模型的測定實(shí)驗
單回路控制實(shí)驗
1、電動(dòng)調節閥支路單容液位控制實(shí)驗
2、變頻器支路單容液位控制實(shí)驗
3、上水箱雙容液位控制實(shí)驗
4、上下水箱雙容液位控制實(shí)驗
5、三容液位控制實(shí)驗
6、電動(dòng)調節閥支路流量控制實(shí)驗
7、變頻器支路流量控制實(shí)驗
8、鍋爐內膽溫度控制實(shí)驗
9、鍋爐內膽溫度位式控制
串級控制實(shí)驗
1、上水箱雙容串級控制實(shí)驗
2、上水箱液位與電動(dòng)閥支路流量串級控制實(shí)驗
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實(shí)驗
4、三閉環(huán)三容液位串級控制實(shí)驗
5、溫度流量串級控制實(shí)驗
比值控制實(shí)驗
1、單閉環(huán)比值流量控制實(shí)驗
2、隨動(dòng)流量比值控制實(shí)驗
解耦控制實(shí)驗
★1、雙容解耦控制（提供設備水路圖和說(shuō)明書(shū)）
★2、液位流量解耦控制（提供設備水路圖和說(shuō)明書(shū)）
★3、液位壓力解耦控制（提供設備水路圖和說(shuō)明書(shū)）
滯后控制實(shí)驗
1．Smith預估控制實(shí)驗
教師機內容
▲1、主機監測單元測試
▲2、手機app控制
▲3、手機模擬量和開(kāi)關(guān)量控制實(shí)驗
▲4、手機微信端報警設置
過(guò)程控制模擬對象仿真實(shí)驗
1、上水箱特性測試
2、下水箱特性測試
3、二階液位特性測試
4、溫度加熱器特性測試
5、調節閥特性測試
6、壓力單閉環(huán)控制系統
7、溫度單閉環(huán)控制系統
8、液位單閉環(huán)控制系統
9、流量單閉環(huán)控制系統
10、二階液位控制系統
11、上水箱液位和流量串級控制系統
12、上、下水箱液位串級控制系統
13、前饋反饋控制系統
