過(guò)程控制實(shí)訓室,過(guò)程控制實(shí)訓裝置

過(guò)程控制實(shí)訓室

過(guò)程控制實(shí)訓室主要承擔生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)、計算機控制技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。實(shí)訓室主要配備了帶有被控對象的過(guò)程控制實(shí)訓裝置16套，可以滿(mǎn)足自動(dòng)控制原理、過(guò)程控制與裝置、自動(dòng)檢測技術(shù)與傳感器及相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)需要，還為復雜控制系統、智能控制系統等方面的研究提供了控制對象以及控制手段，滿(mǎn)足有關(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)習和培訓需要。

一、過(guò)程控制實(shí)訓裝置特點(diǎn)
（1）系統采用分體式設計，模塊化組裝結構�？筛鶕�不同的需要選擇多種控制方式，組成不同的控制系統。
（2）系統具有多樣化的控制參數和控制方案。該裝置通過(guò)管路上的閥門(mén)切換和對信號接線(xiàn)板上的信號的連接組合，可構成變化多樣的過(guò)程控制系統。并且該裝置能進(jìn)行從單變量到多變量控制系統及復雜過(guò)程控制系統實(shí)驗。
（3）采用標準的工業(yè)自動(dòng)化儀表和柔性化工藝設備，使得該裝置具有開(kāi)放性、兼容性和可升級性。裝置中的任何儀表和器件的更換不會(huì )影響整個(gè)裝置的功能和性能，有利于拓寬學(xué)生的工業(yè)現場(chǎng)的知識。
（4）配合網(wǎng)絡(luò )版組態(tài)軟件，可以一臺設備容納多組學(xué)生實(shí)驗。即用一臺服務(wù)器和幾臺工作站來(lái)對同一對象進(jìn)行操作。
（5）控制對象中包含真正的壓力控制對象，可以完成壓力控制實(shí)驗。
二、過(guò)程控制實(shí)訓系統組成
1、實(shí)訓模塊
（1）智能調節儀：可選用4臺智能調節儀，其中一臺具有位式調節功能。
（2）變頻器：采用三菱（FR-S520S-0.4K）變頻器，輸入信號為4～20mA DC，220V變頻輸出用來(lái)驅動(dòng)三相磁力驅動(dòng)泵。
（3）比值和前饋-反饋補償器：與智能儀表一起使用，可以實(shí)現流量的單閉環(huán)比值、雙閉環(huán)比值控制實(shí)驗，也可以實(shí)現液位與流量、溫度與流量的前饋－反饋控制實(shí)驗。
（4）解耦裝置：與智能儀表一起使用，可以實(shí)現鍋爐內膽與鍋爐夾套溫度、上水箱出水口液位與溫度的解耦控制實(shí)驗。
（5）SCR移相調壓模塊：采用可控硅移相觸發(fā)裝置，輸入控制信號0～5V DC或4～20mA DC或10K電位器，輸出電壓變化范圍：0～220V AC，用來(lái)控制電加熱管加熱。
（6）傳感器轉換接口：流量、溫度、壓力、液位等傳感器的信號輸出與轉換接口，方便儀表測量。
（7）I/V轉換接口：實(shí)現電流與電壓信號的轉換。
（8）溫度位式模塊：與智能位式調節儀和SCR移相調壓模塊配合使用，完成溫度位式調節功能。
（9）西門(mén)子S7-200 PLC模塊：選用西門(mén)子S7-200 組合模塊，含CPU224XP CN，AC/DC/RELAY，14DI/10DO，2AI/1AO；EM231 CN，2 路輸入熱電阻；EM235 CN，4AI/1AO�？商娲�智能調節儀，實(shí)現裝置的整體控制。
3、被控對象
（1）水箱：包括上、中、下水箱和儲水箱。上、中、下水箱采用透明長(cháng)方體有機玻璃，堅實(shí)耐用，透明度高，有利于學(xué)生直接觀(guān)察液位的變化和記錄結果。三個(gè)水箱可以組成一階、二階、三階單回路液位控制實(shí)驗和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位定值控制等實(shí)驗。
（2）模擬鍋爐：鍋爐采用不銹鋼精致而成，由兩層組成：加熱層（內膽）和冷卻層（夾套）。作溫度定值實(shí)驗時(shí)，可用冷卻循環(huán)水幫助散熱。加熱層和冷卻層都有溫度傳感器檢測其溫度，可做溫度串級控制、前饋－反饋控制、比值控制、解耦控制等實(shí)驗。
（3）壓力容器：采用不銹鋼做成，上端為半球形，下端為圓柱形，整個(gè)為一密封容器。
（4）盤(pán)管：由34圈鋁塑管環(huán)繞而成，可做溫度純滯后實(shí)驗，在盤(pán)管上有兩個(gè)不同溫度檢測點(diǎn)，它們的滯后時(shí)間常數不同，在實(shí)驗過(guò)程中根據不同的實(shí)驗需要選擇不同的滯后時(shí)間常數。盤(pán)管出來(lái)的水既可以回流到鍋爐內膽，也可以經(jīng)過(guò)渦輪流量計完成流量滯后實(shí)驗。
4、檢測裝置
（1）液位轉換器：采用了三個(gè)壓力傳感器，分別檢測上、中、下三個(gè)水箱的液位。
（2）流量傳送器：采用了三個(gè)渦輪流量計，分別測量電動(dòng)調節閥支路、變頻器支路和盤(pán)管出水口支路的流量。
（3）溫度傳感器：采用了五個(gè)Pt100傳感器（其精度高，熱補償性好），分別測量鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤(pán)管進(jìn)水口、盤(pán)管出水口和上水箱的溫度。
（4）壓力轉換器：本裝置采用一個(gè)壓力傳感器用來(lái)做水壓實(shí)驗。
（5）壓力表：量程0.16MPa。
5、執行機構
（1）電動(dòng)調節閥：選用智能調節閥，用來(lái)控制回路流量的調節。
（2）電磁閥：采用電磁閥作為電動(dòng)閥的旁路，起階躍干擾作用。
（3）水泵：采用兩臺磁力驅動(dòng)泵，采用三相380V恒壓驅動(dòng)，也可用三相變頻220V輸出。
三、實(shí)訓內容
過(guò)程控制系統的組成認識實(shí)訓、對象數學(xué)模型的測試實(shí)訓、單閉環(huán)控制系統實(shí)訓（包括：液位、溫度、流量、壓力控制實(shí)訓）、串級控制系統實(shí)訓、溫度位式控制實(shí)訓、比值控制系統實(shí)訓、滯后控制系統實(shí)訓、解耦控制系統實(shí)訓、前饋－反饋控制系統實(shí)訓和工控組態(tài)軟件組態(tài)控制實(shí)訓。