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SBPCS-1過(guò)程控制實(shí)驗裝置
一、概述
1、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。
2、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；
3、可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統運行監控人員的實(shí)習、培訓實(shí)驗設備。
二、產(chǎn)品結構與特點(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,模擬PID控制和計算機控制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。
2、二水箱配置；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：
（1）加熱電路加有保險管進(jìn)行過(guò)載保護，并具有防干燒保護功能；
（2）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、電源啟�？刂品绞�；采用啟停按鈕控制接觸器來(lái)控制電源的啟停。
10、漏電保護裝置及安全性和安全承諾：
（1）各種電源及各種儀表具有可靠的保護功能
（2）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。
三、系統技術(shù)參數:
1.工作電源：?jiǎn)蜗嗳�(xiàn) 220V±5% 50Hz；
2.整機容量：<5KVA
3.控制信號：電壓0～5V；電流4～20MA;
4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm
5.上位計算機組態(tài)軟件
6.可以同時(shí)對三個(gè)參數進(jìn)行采集，比如，一組測流量，一組測溫度，一組測壓力；
7.重量：實(shí)驗臺+實(shí)驗架，約重250Kg
四、系統主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
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序號 |
名 稱(chēng) |
規格、參數 |
數量 |
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1. |
實(shí)訓平臺 |
實(shí)訓對象臺架全部采用不銹鋼框架使用壽命增強不易生銹機械強度高 |
1套 |
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2. |
實(shí)訓屏 |
提供實(shí)驗所需的單相AC220V電源，總電源由帶漏電保護的空氣開(kāi)關(guān)控制，另控制屏內部設有電流型漏電保護器，配有漏電報警指示燈和告警復位按鈕，安全性符合國際標準。實(shí)訓裝置的電網(wǎng)電壓由一只指針式交流電壓表監示。通過(guò)鑰匙開(kāi)關(guān)和啟�？刂瓢粹o，使強電系統的操作更為安全方便，進(jìn)行實(shí)訓時(shí)鑰匙開(kāi)關(guān)鑰匙由老師保管，等檢查無(wú)誤時(shí)由老師打開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān)。并設置有執行元件輸入輸出接口、模擬量信號輸入輸出接口。所有信號接口均采用國際標準的IEC信號接口。執行機構接口有單相可控硅移相調壓裝置、三相不銹鋼磁力泵及電加熱管組成。并將對象系統各傳感器檢測及執行器控制信號同面板上的插座相連，便于學(xué)生自己連線(xiàn)組成不同的控制系統。 |
1套 |
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3. |
電腦桌 |
型材和鈑金結構，用于放置計算機，下方裝有萬(wàn)向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 |
1張 |
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4. |
控制對象 |
包括2只上水箱、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃，結構包括緩沖槽、工作槽、出水槽，用以完成液位相關(guān)實(shí)驗，水箱采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不銹鋼板制成 不銹鋼溫控實(shí)驗箱1只 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。 儲水箱自動(dòng)進(jìn)、排水裝置1套 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(kāi)將水直接排出。 |
1套 |
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5. |
HONEYWELL智能電動(dòng)調節閥 |
等百分比特性?xún)戎檬谭糯笃?span lang="EN-US">,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC 等百分比特性?xún)戎檬谭糯笃?span lang="EN-US">,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大,比普通的電動(dòng)閥貴 |
1只 |
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6. |
單相磁力 泵 |
無(wú)泄漏，低噪音，單相 220VAC，90W。 聲音比較小，有利于實(shí)驗室保持安靜，工作的穩定性非常好。 |
1臺 |
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7. |
三相磁力泵 |
無(wú)泄漏，低噪音，三相220VAC，180W，揚程8米。 |
1臺 |
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8. |
交流變頻控制（西門(mén)子） |
采用西門(mén)子公司的V20 0.37KW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(lái)驅動(dòng)三相磁力驅動(dòng)泵。 |
1臺 |
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9. |
溫控調壓模塊+散熱器 |
全隔離單相交流可控硅調壓模塊；控制信號：4-20mADC。
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1套 |
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10. |
加熱環(huán) |
功率：1800W，220VAC。 具有防干燒保護功能 |
1只 |
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11. |
擴散硅壓力變送器（液位） |
選用西門(mén)子QBE2103壓力變送器探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線(xiàn)制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
2只 |
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12. |
壓力變送器 |
選用西門(mén)子QBE2103壓力變送器。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線(xiàn)制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 |
1只 |
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13. |
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 |
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14. |
渦輪流量計及流量變送器 |
（1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。 |
2套 |
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15. |
PID調節器控制 |
硬件模擬PID控制掛箱由給定信號源、比例積分微分設定旋鈕以及PID調節回路組成，以上組成部分均由硬件給出動(dòng)作，可完成單/雙閉環(huán)控制實(shí)驗。 |
1臺 |
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16. |
智能儀表控制系統 |
AI 808P智能儀表 |
2臺 |
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17. |
PLC控制系統 |
采用西門(mén)子S7-200 SMART主機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。 |
1套 |
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18. |
繼電器 |
歐姆龍小型繼電器 |
1只 |
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19. |
電磁閥 |
電磁閥作為電動(dòng)調節閥的旁路，可以實(shí)現階躍和脈沖干擾，通過(guò)手動(dòng)閥開(kāi)度可調節階躍和脈沖干擾的大小。 |
1只 |
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20. |
液面探頭 |
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2只 |
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21. |
配有24v直流穩壓電源 |
提供直流24V電源 |
1只 |
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22. |
護套疊插式連接導線(xiàn)及配件 |
—— |
1套 |
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23. |
網(wǎng)絡(luò )控制軟件 |
上位機軟件 擁有完善的編程軟件、過(guò)程裝置管理軟件及上位監控管理軟件，配備MCGS工控組態(tài)軟件（DEMO），單片機數據采集與Matlab算法控制軟件， PLC編程軟件： （1） MCGS工控組態(tài)軟件 每套過(guò)程控制實(shí)驗裝置需配置一臺上位監控PC機，在智能儀表控制與PLC控制系統的PC機上安裝有MCGS工控組態(tài)軟件，能夠對設定值、輸出值、P、I、D及各類(lèi)可寫(xiě)參數進(jìn)行操作，觀(guān)看動(dòng)態(tài)變化棒圖顯示、測量值實(shí)時(shí)曲線(xiàn)等。 |
1套 |
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24. |
PLC編程軟件 |
PLC的編程環(huán)境軟件，通過(guò)通訊電纜線(xiàn)使PLC與計算機使用本軟件建立通訊關(guān)系后，使用本軟件可以對PLC的所有功能進(jìn)行編程，對編寫(xiě)好的程序進(jìn)行下裝，對已運行程序進(jìn)行在線(xiàn)編程或監控等。 |
1套 |
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25. |
電腦 |
聯(lián)想I7-9700/8G/1T/2G獨立顯卡/ DVDRW/23.8英寸 |
1臺 |
五、系統能完成的實(shí)驗項目
1.實(shí)驗裝置的基本操作與儀表調試
2.壓力變送器的零點(diǎn)遷移和性能測試實(shí)驗
3.單容自衡水箱的對象特性測試實(shí)驗
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實(shí)驗
5.溫度位式控制實(shí)驗（智能儀表控制、PLC控制）
6.溫度連續控制實(shí)驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
7.智能儀表控制實(shí)驗
8.單容水箱液位控制實(shí)驗（PLC控制和模擬PID控制）
9.雙容水箱液位控制實(shí)驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
10.流量定值控制實(shí)驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
11.單容水箱壓力PID控制實(shí)驗（智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制）
12.單回路控制系統的質(zhì)量研究
13.串級控制系統連接實(shí)驗
14.液位串級PID控制實(shí)驗
15.計算機控制系統
16.單片機控制系統
17.PLC上下水箱液位串級控制實(shí)驗--利用通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
18.液位流量串級控制實(shí)驗--利用通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
19.基于MATLAB的單回路PID控制實(shí)驗
20.基于MATLAB的串級PID控制實(shí)驗
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通風(fēng)空調實(shí)驗系統、通風(fēng)空調系統安裝實(shí)訓設備、通風(fēng)空調系統安裝實(shí)訓裝置 |
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制冷制熱實(shí)訓設備,雙門(mén)冰箱實(shí)訓考核裝置、家用電器實(shí)訓裝置、空調實(shí)訓考核裝置 |
