過程控制綜合實驗裝置功能

1、可實現(xiàn)液位高度的位式控制實驗、加熱水溫的位式控制實驗。
2、水箱液位的定值控制實驗、加熱水溫的定值控制實驗。
3、電動調(diào)節(jié)閥支路流量的定值控制實驗、變頻調(diào)速磁力泵支路流量的定值控制實驗。
4、水箱液位與調(diào)節(jié)閥流量的串級控制實驗、水箱液位與變頻調(diào)速磁力泵支路流量的串級控制實驗。
5、單閉環(huán)流量比值控制實驗、雙閉環(huán)流量比值控制實驗。
6、三容箱過程控制對象：包括單容水箱、雙容水箱、三容水箱。
7、采用中央處理器控制，全觸摸集成化操作，測控軟件。

設(shè)計參數(shù)

過程控制綜合實驗裝置整體采用工程化布局，設(shè)備主體：2000×700×2000mm（長×寬×高），可根據(jù)實訓(xùn)場地實際高度和場地面積進(jìn)行調(diào)整，可移動式設(shè)計，帶剎車輪。

溫度：常溫-70℃，液位0-300mm。

電氣系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)操作臺，內(nèi)安裝漏電保護(hù)空氣開關(guān)、電流型漏電保護(hù)器充分考慮人身安全保護(hù)；同時每一組強(qiáng)電輸出都有旋鈕開關(guān)控制，保證設(shè)備安全，操作控制便捷；裝有分相指示燈，開關(guān)電源等。

公用設(shè)施

水：裝置自帶不銹鋼水箱，連接自來水。實驗時經(jīng)水泵進(jìn)入測試管路，循環(huán)使用。

電：電壓AC380V，功率5.0KW，標(biāo)準(zhǔn)三相五線制。每個實驗室需配置1~2個接地點（安全地及信號地）。

主要配置

1、實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱；上水箱為有機(jī)玻璃圓筒型水箱；下水箱為不銹鋼鍋爐汽包；單相2.0kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套構(gòu)成）組成。

2、系統(tǒng)動力系統(tǒng)有兩套：一路由動力水泵、進(jìn)口比例閥組成，另一路由變頻調(diào)速器、動力水泵組成，通過閥門切換，任何一組供水可以到達(dá)任何一個水箱。

3、對象系統(tǒng)中的各類檢測變送及執(zhí)行裝置擴(kuò)散硅壓力變送器4只：分別檢測上、中、下水箱、鍋爐汽包液位。

4、渦輪流量計兩只：分別檢測兩條動力支路的流量。

5、Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫。

6、執(zhí)行器：包含電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥各一個。

技術(shù)參數(shù)

1、不銹鋼臥式離心泵：WB50/037  H=20m ，Q= 3.5m3/h， 兩臺。
2、渦輪流量傳感器：流量范圍0.1～2.0m3/h，兩臺。
3、電動調(diào)節(jié)閥：DN15，采用智能直行程電動調(diào)節(jié)閥，用來對控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。具有精度高、技術(shù)優(yōu)良、體積小、重量輕、推動力大、功能強(qiáng)、控制單元與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化、可靠性高、操作方便等優(yōu)點，電源為單相220V，控制信號為4～20mADC，輸出為4～20mADC的閥位信號，使用和校正非常方便。精度：0.5%FS  ，一臺。

4、上水箱：有機(jī)玻璃φ250x300mm，帶液位溢流裝置，一個。

5、中水箱：有機(jī)玻璃φ250x300mm，帶液位溢流裝置，一個。

6、下水箱：有機(jī)玻璃φ250x300mm，帶液位溢流裝置，一個。

7、儲水箱：304不銹鋼600x400x500mm，一個。

8、單相矢量變頻器，規(guī)格：（0-50）Hz，功率550W，一臺。

9、電磁閥：口徑DN15，24V直流開關(guān)電源供電，一個。在本裝置中作為電動調(diào)節(jié)閥的旁路，起階躍干擾作用。工作壓力：最小壓力為0Kg/㎝2，最大壓力為7Kg/㎝2 ；工作溫度：－5～80℃；工作電壓：220VAC。

10、鍋爐：304不銹鋼夾套加熱鍋爐，容積20L,。由二層組成：加熱層（內(nèi)膽）和冷卻層（夾套），一臺。電加熱器：由三根1.5KW電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫，每根加熱管的電阻值約為50Ω左右。

11、壓力傳感器：量程為0～5KPa，用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術(shù)，對傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式，工作時需提供24V直流電源，輸出：4～20mADC。

12、溫度傳感器：裝置中采用了六個Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（有3個測試點）以及上水箱出口的水溫。Pt100測溫范圍：-200～+420℃。經(jīng)過調(diào)節(jié)器的溫度變送器，可將溫度信號轉(zhuǎn)換成4～20mA直流電流信號。Pt100傳感器精度高，熱補(bǔ)償性較好。

13、調(diào)壓裝置：采用可控硅移相觸發(fā)裝置，輸入控制信號為4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，其移相觸發(fā)角與輸入控制電流成正比。輸出交流電壓用來控制電加熱器的端電壓，從而實現(xiàn)鍋爐溫度的連續(xù)控制。

14.中央處理器：執(zhí)行速度0.64μs，內(nèi)存容量16K，內(nèi)建Ethernet支持Modbus TCP及Ethernet/IP通訊協(xié)議；功能：數(shù)據(jù)處理運算。

15.模擬量模塊：高達(dá)16位分辨率，總和精度±0.5%，內(nèi)建RS485通訊模式。 

16.采用一體機(jī)平板觸摸電腦，全程數(shù)字化觸摸屏控制操作。HMI：投射式觸控技術(shù)，5000萬次觸摸點，內(nèi)存4G，功能：中央處理器數(shù)據(jù)顯示控制。 

18、外形尺寸：2200×550×1800mm（長×寬×高），外形為可移動式設(shè)計，帶剎車輪，不銹鋼框架。

19、工程化標(biāo)識：包含設(shè)備位號、管路流向箭頭及標(biāo)識、閥門位號等工程化設(shè)備理念配套，使學(xué)生處于安全的實驗操作環(huán)境中，學(xué)會工程化管路標(biāo)識認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生工程化理念。

MCGS工業(yè)組態(tài)軟件

本軟件為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機(jī)制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。

測控組成

變量

檢測機(jī)構(gòu)

顯示機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)

上水箱液位

液位傳感器

觸摸屏

自控

中水箱液位

液位傳感器

觸摸屏

自控

下水箱液位

液位傳感器

觸摸屏

自控

水泵出口壓力

壓力傳感器

觸摸屏

自控

液體流量

渦輪流量傳感器

觸摸屏

自控

鍋爐加熱溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

PID調(diào)節(jié)

鍋爐夾套進(jìn)口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控

鍋爐夾套進(jìn)口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控

換熱器進(jìn)口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控

換熱器出口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控