一、概述

GLGK-C型過程控制綜合實驗裝置分為：上位控制層系統(tǒng)，實驗對象層，檢測傳感、變送、執(zhí)行設(shè)備，上位控制軟件四部分，整套裝置小巧、經(jīng)濟實用。

1、上位控制層系統(tǒng)：

1).智能儀表控制模塊；

2).DDC控制系統(tǒng)；

3).PLC控制系統(tǒng)。

2、實驗對象層系統(tǒng)。

二、實驗項目

1、水箱單容特性實驗；

2、水箱雙容特性實驗；

3、電動閥流量特性實驗；

4、單回路控制實驗；

5、電動調(diào)節(jié)閥支路單容液位控制實驗；

6、上水箱雙容液位控制實驗；

7、電動調(diào)節(jié)閥支路流量控制實驗；

8、溫度控制實驗；

9、流量控制實驗；

10、壓力控制實驗；

11、上水箱雙容串級控制實驗；

12、下水箱液位與電動調(diào)節(jié)閥流量的串級控制系統(tǒng)；

13、變頻器支路單容液位控制實驗；

14、 三容液位控制實驗；

15、變頻器支路流量控制實驗

16、鍋爐內(nèi)膽溫度控制實驗

三、技術(shù)指標(biāo)

1、供電電源

三相交流電源：380VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統(tǒng)必需接地良好。

2、系統(tǒng)儀表的輸入、輸出信號符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。

變送器電流源信號：4-20mADC。

儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）。

3、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源（24VDC/1A）。

4、上位計算機組態(tài)軟件；

應(yīng)用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的實驗系統(tǒng)。

5、GLGK-C型過程控制綜合實驗裝置尺寸：1620*700*1900mm

四、系統(tǒng)組成及說明

1、控制對象：

由鋁型材安裝框架、外置不銹鋼儲水箱、有機玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器、不銹鋼管路、對象等組成。

1).標(biāo)準(zhǔn)鋁型材安裝框架：

歐標(biāo)40*40鋁型材有機玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器。安裝底板鋪設(shè)不銹鋼桌面可安裝檢測傳感執(zhí)行裝置、管路等。

2).實驗臺桌：

實驗臺桌上安放控制對象。

3).水箱及水泵：

外置不銹鋼儲水箱及水泵，整個框架安裝在帶可移動腳輪上，作為一體。水泵出水口帶快插接頭，水泵同控制對象管路系統(tǒng)相連便可實驗。

4).有機玻璃三容串接水箱：

有機玻璃雙容串接水箱：由進(jìn)口有機玻璃制作，上中下水箱(長200×寬200×高400mm)、中水箱(長200×寬200×高400mm)、下水箱(長200×寬200×高400mm)、上中下水箱三容串接安裝，每個水箱帶溢流管及下排水管及閥門，壓力液位傳感器接口。

5).帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐容器：

內(nèi)膽Φ100×500（通動態(tài)被加熱水），帶單相1.8KW電加熱管，夾套Φ150×400（帶保溫棉），加熱鍋爐容器做成全封閉式（不但能作溫度實驗，同時還可作壓力實驗），內(nèi)膽安裝Pt100溫度傳感器。

2、系統(tǒng)動力：

功率可調(diào)的三相不銹鋼循環(huán)水泵:可組成不銹鋼泵＋電動調(diào)節(jié)閥＋電磁流量計的動力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也可組成不銹鋼泵＋變頻器＋電磁流量計的動力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

溫控調(diào)壓模塊+散熱器組成鍋爐加熱動力系統(tǒng)：全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號：4-20mADC。加熱環(huán)功率：1800W，220VAC。

3、檢測傳感器、執(zhí)行機構(gòu)：

1).流量傳感器：

電磁流量計＋流量變送儀。配置曹欣儀表電磁流量變送器，額定流量0.2-1.2m3/h，測量精度±1.0％，4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。

2).液位傳感器：

擴散硅液位傳感器三個，分別用于檢測上中下兩個水箱的液位。另外加熱鍋爐容器上還加一個擴散硅壓力傳感器，做恒壓供水實驗時檢測容器壓力。主要配置曹欣儀表液位變送器，4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，0.5級測量精度，適用范圍廣，高精度，高溫定性，高可靠性，結(jié)構(gòu)精巧安裝方便，零點漂移小。

3).溫度傳感器：

Pt100熱電阻傳感器2個，Pt100熱電阻溫度變送器2個。用于檢測帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐的內(nèi)膽溫度。

4).變頻調(diào)速器：

三菱的FR-D720S-0.4K-CH變頻調(diào)速器一個。用于調(diào)節(jié)變頻動力支路的供水壓力及流量。

5).電動調(diào)節(jié)閥：

配置萬訊電動調(diào)節(jié)閥一個，額定流量為0.28-0.30立方米每小時，4-20mA信號輸入。用于調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥動力支路的供水壓力及流量。

五、上位過程控制系統(tǒng)

1、上位控制操作臺結(jié)構(gòu)：

上位控制操作/實驗臺同實驗對象裝置一體制作安裝。上位上位控制操作/實驗臺安裝在鋁合金實驗臺桌上方。

2、操作實驗面板：

上位控制操作實驗面板：鋼制噴塑結(jié)構(gòu)。

強電控制面板：裝有漏電保護空氣開關(guān)、電流型漏電保護器，充分考慮人身安全保護；配置帶鑰匙的電源啟動控制回路和多組保險絲，同時每一組強電輸出都有保險絲進(jìn)行保護控制，保證設(shè)備安全，操作控制便捷；裝有分相電壓表、指示燈，直觀，強電信息一目了然；裝有變頻器及其控制接口面板，方便變頻器熟悉、操作和應(yīng)用。

控制器面板：變頻控制器面板、智能儀表控制面板、數(shù)據(jù)采集模塊控制面板。

信號接口面板：控制對象中的儀表信號和電氣信號轉(zhuǎn)移到信號接線板上，提供AI、AO、DO等傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號接口，便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。實驗者通過安全型接插式導(dǎo)線將實驗板與信號板之間進(jìn)行不同的配線，以完成過程控制各類實驗。

六、功能介紹

1、S7-200PLC控制系統(tǒng)：

隨著科技的發(fā)展，PLC即使是Micro PLC，也可以勝任多種控制任務(wù)。本產(chǎn)品提供的PLC控制系統(tǒng)主機選用西門子的S7200系列（CPU224XP），主要展示小型（Micro）PLC在滿足小規(guī)模的控制任務(wù)中的完美表現(xiàn)，為培養(yǎng)工程化人才提供更多更強的實驗平臺。用戶可根據(jù)自己學(xué)校的實際情況選用小型PLC。

2、智能儀表控制系統(tǒng)：

儀表控制系統(tǒng)核心為帶通信功能的各種儀表，主要包括AI708、AI818智能調(diào)節(jié)儀，儀表內(nèi)集成了各種算法，根據(jù)現(xiàn)場情況整定儀表控制算法的各種參數(shù)，達(dá)到控制效果。同時帶通訊功能的儀表與上位計算機的軟件平臺通訊。儀表各種參數(shù)和過程值進(jìn)入軟件平臺（一般為工控組態(tài)軟件）的數(shù)據(jù)庫，再加上組態(tài)的流程畫面和操作界面，可以方便在上位計算機整定參數(shù)，對過程值進(jìn)行記錄分析。

3、DDC控制系統(tǒng)：

DDC控制系統(tǒng)一般有兩種形式，一種采用外部數(shù)據(jù)采集模塊的形式，其核心為帶RS485通訊的數(shù)據(jù)采集模塊和計算機算法軟件；另一種采用工控機和ISA或PCI插槽的數(shù)據(jù)采集板卡。外部數(shù)據(jù)采集模塊由于安裝方便，同時安裝時采用通訊方式向計算機送數(shù)據(jù)不存在信號衰減，因此本產(chǎn)品采用一類方式的應(yīng)用。主要包括北京集智達(dá)8017、8024模擬量輸入輸出模塊。

在控制臺直接裝有數(shù)據(jù)采集模塊，同時利用工控軟件MCGS中強大的算法組態(tài)功能，便捷的組建一個帶人機界面的DDC控制系統(tǒng)。在DDC系統(tǒng)中提供開放的算法軟件供實驗和算法編程參考，方便實驗教學(xué)和工程人才培養(yǎng)。

七、安全保護

1、鍋爐加熱程控保護裝置：

1).鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護裝置，水位不達(dá)到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作；

2).電加熱管電源控制開關(guān)采用鑰匙開關(guān)，不實驗時，由教師保護放置鑰匙，避免無關(guān)人員誤操作。

2、電源保護裝置：

1).加有電流型漏電保護器；

2).兩相電源加有保險管，防止斷路。

3、電源啟?？刂蒲b置：

 1).采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停；

 2).漏電保護裝置及安全性和安全承諾；

 3).各種電源及各種儀表的可靠的保護功能；

 4).各種電源及各種儀表的強電采用開關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強弱電混插的問題；

 5).實驗強電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。

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