·設(shè)備外觀

·設(shè)計簡述

    實驗裝置主要由“過程控制系統(tǒng)控制柜”和“過程控制對象系統(tǒng)”兩部分組成，控制系統(tǒng)主要包括了智能儀表控制系統(tǒng)、遠程數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)。可以滿足《自動控制理論》、《過程控制》、《PLC可編程控制》、《自動化儀表》以及《傳感器檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》等課程的實驗教學(xué)。

·主要參數(shù)

    1.工作電源：單相三線AC220V±10%  50Hz；
    2.工作環(huán)境：溫度0℃～+40℃ 相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m；
    3.裝置容量：≤1.5KVA；
    4.外形尺寸：1150mm×530mm×1700mm；
    5.控制柜尺寸：800mm×600mm×1800mm；
    6.具有短路保護、過載保護、漏電壓、漏電流和接地保護功能，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

·組成及功能

    1.過程控制對象系統(tǒng)
    過程控制對象系統(tǒng)主要由不銹鋼框架、不銹鋼儲水箱、有機玻璃水箱、磁力驅(qū)動泵、渦輪流量計、單相電加熱鍋爐、敷塑不銹鋼管道及閥門等組成。
    （1）水箱：包括液位水箱和儲水箱。液位水箱（3只）：采用透明優(yōu)質(zhì)有機玻璃，不但堅實耐用，而且透明度高，便于直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。水箱結(jié)構(gòu)獨特，由三個槽組成，分別為緩沖槽、工作槽和出水槽，進水時水管的水先流入緩沖槽，出水時工作槽的水經(jīng)過帶燕尾槽的隔板流入出水槽，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。水箱底部均接有擴散硅壓力變送器，可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。上、下水箱（或左、右水箱）可以組合成一階、二階液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)液位串級控制系統(tǒng)。儲水箱（1只）：底部有一個出水閥，當(dāng)水需要更換時，將球閥打開即可排水。
    （2）復(fù)合式水箱：包括優(yōu)質(zhì)有機玻璃外筒和不銹鋼加熱內(nèi)套，內(nèi)套配置1kW電加熱絲，用以完成溫度相關(guān)實驗。
    （3）管道及閥門：整個系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，所有的手動閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，徹底避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。有效提高了實驗裝置的使用年限。其中儲水箱底部裝有出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出。
    （4）液位變送器：采用擴散硅壓力變送器進行水箱液位檢測，供電電源：14～36VDC,標(biāo)準(zhǔn)24VDC±5%；材質(zhì)：全不銹鋼結(jié)構(gòu)，鋁合金外殼；量程范圍：0～5kP；精度：0.5%；絕緣電阻：≥20MΩ/50VDC；零點溫度系數(shù)：±0.5%FS/10℃；穩(wěn)定性：±0.5%FS/1年；輸出信號：4～20mADC（兩線制）。
    （5）溫度傳感器：采用PT100熱電阻溫度傳感器，安裝在加熱鍋爐的頂蓋上，用以檢測加熱系統(tǒng)介質(zhì)水的溫度。Pt100測溫范圍：-200～+650℃。Pt100傳感器精度高，熱補償性較好，可用于做標(biāo)準(zhǔn)校驗用熱電阻。
    （6）流量變送器：采用渦輪流量計，渦輪流量計的傳感器部分為渦輪結(jié)構(gòu)，是一種速度式檢測儀表，用于檢測水流量的大小，當(dāng)流量很小時其精度也不會降低。公稱通徑：10毫米（管螺紋G1/2″）；量程：0～1.2m³/h；精度：1級；輸出信號： 4～20mA DC（兩線制）；供電電源：DC24V。
    （7）水泵：本裝置采用不銹鋼靜音磁力驅(qū)動泵，型號為16CQ-8P，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，以防止生銹，使用壽命長。
    （8）加熱管：采用1kW的單相電加熱管對復(fù)合式水箱內(nèi)套水加熱，內(nèi)套容積與電加熱管功率搭配合理，控制系統(tǒng)穩(wěn)定度高。
    2.控制系統(tǒng)
    控制系統(tǒng)主要由電氣控制柜、單相調(diào)壓模塊、變頻器、主機PLC、智能調(diào)節(jié)儀、遠程數(shù)據(jù)采集模擬量輸出模塊、遠程數(shù)據(jù)采集模擬量輸入模塊等組成。
    （1）調(diào)壓模塊：采用單相交流調(diào)壓模塊，輸入電壓為交流220V 50Hz，控制輸入信號為4～20mADC或0～5VDC可選。通過控制電流信號的輸入來控制強電的輸出，最終控制加熱管加熱。
    （2）變頻器：采用西門子V20，0.37kw變頻器，交流220V變頻輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵。
    （3）智能調(diào)節(jié)儀：采用智能型的AI-808AXLLS儀表，線性電流4～20mA輸出，包含人工智能調(diào)節(jié)算法，模糊PID及參數(shù)自整定功能，可組成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。全球通用的85～246VAC范圍開關(guān)電源供電；輸入采用數(shù)字校正系統(tǒng)，內(nèi)置常用熱電偶和熱電阻非線性校正表格，測量精確穩(wěn)定；采用先進的AI人工智能調(diào)節(jié)算法，無超調(diào)，具備自整定功能；先進計算機RS485通訊功能，采用AIBUS通訊協(xié)議，同AI系列儀表通訊協(xié)議兼容。
    （4）遠程數(shù)據(jù)采集模擬量輸出模塊：采用R-8024模塊中的四路模擬量輸出。四路模擬量輸出模塊是將計算機控制算法輸出后的控制信號通過DA轉(zhuǎn)換發(fā)給執(zhí)行機構(gòu)（變頻器、可控硅移相調(diào)壓裝置），整個控制系統(tǒng)的控制算法及監(jiān)控功能都在上位PC機中實現(xiàn)。
    （5）遠程數(shù)據(jù)采集模擬量輸入模塊：采用R-8017模塊中的八路模擬量輸入模塊。八路模擬量輸入模塊是將傳感器檢測到的被控參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)電壓信號通過AD轉(zhuǎn)換送入計算機，以對液位、壓力與流量信號實現(xiàn)實時采集檢測，信號傳送至計算機后可進行液位、壓力與流量監(jiān)測與控制方面的開放式開發(fā)組態(tài)實驗。
    （6）PLC主機模塊：采用西門子S7-200 SMART主機CPU SR20（自帶以太網(wǎng)通訊口、12路開關(guān)輸入和8路開關(guān)量輸出）+模擬量輸入/輸出模塊EM AM06（4輸入2輸出）各一只。
    3.其他配件：實訓(xùn)指導(dǎo)書、航空電纜、型材電腦桌及配套工具等。

·實訓(xùn)項目

    1.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗
    2.單容自衡水箱液位特性的測試
    3.雙容(串聯(lián))水箱特性的測試
    4.雙容(并聯(lián))水箱特性的測試
    5.單容水箱液位定值控制系統(tǒng)
    6.雙容(串聯(lián))水箱液位定值控制系統(tǒng)
    7.雙容(并聯(lián))水箱液位定值控制系統(tǒng)
    8.溫度定值控制系統(tǒng)
    9.單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)
    10.溫度位式控制系統(tǒng)
    11.雙容(串聯(lián))液位串級控制系統(tǒng)
    12.雙容(并聯(lián))液位串級控制系統(tǒng)
    13.溫度與流量串級控制系統(tǒng)
    14.液位與流量串級控制系統(tǒng)

·配置清單