一、系統總體概述
過程控制綜合實驗裝置(Process Control System,簡稱PCS),是模仿現代工業生產過程中常見的物理量,諸如溫度、壓力、流量、液位等參數,對其進行測量、控制,分析過程參數變化特性,研究過程控制規律(如PID控制)的教學實驗設備,過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業用儀器儀表,接近工業實際,使用安全,運行穩定,維護簡單,性價比優越。
1、功能:
(1)、可滿足"自動調節原理","過程控制","控制儀表","自動檢測技術與傳感器","計算機"及相關課程的教學實驗需求;
(2)、可作為有關企業技術人員、儀表操作人員、系統運行監控人員的實習、培訓實驗設備。
二、產品結構與特點:
1、外形結構:
2、設備特點:
(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;一路供水系統。
(3)、實驗柜完全敞開設計,內部器件全部可視,有利直觀教學和維護。
(4)、人性化設計,配有儲水箱,進排水自控裝置,減輕實驗人員勞動強度。為實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工業級產品,智能化程度高。精度好,規格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業現場知識。為以后走上社會打好結實基礎。
(6)、安全度高,系統配有漏電保護,帶保護套的專用實驗電源連線,及溫控箱防止無水加溫自動控制等,力求保護人身、設備安全。
(7)、開放度好,在教師指導下,學生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據記錄的實時曲線進行理論分析等。
(8)鍋爐加熱程控保護系統:
A、加熱電路加有保險管進行過載保護,并具有防干燒保護功能;
B、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)、人生安全及設備的保護措施:
A、加有電流型漏電保護器,防止設備漏電短路造成的設備及人身傷害。
B、各控制電路加有保險管,有效保護器件因過載造成損壞。
(10)、電源啟停控制方式;采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
(11)、漏電保護裝置及安全性和安全承諾:
A、各種電源及各種儀表具有可靠的保護功能
B、各種電源及各種儀表的強電采用開關控制,學生不自行接線,不存在強弱電混插的問題。
C、實驗強電接線插頭采用封閉式結構,防止觸電事故的發生。
三、系統技術參數:
1. 工作電源:單相兩相線AC220V±10% 50Hz
2. 整機容量:≤1kVA
3. 外形尺寸:1600mm×800mm×1800mm
4.上位計算機組態軟件,應用MCGS(Monitor and Control Generated System)全中文工控組態軟件進行開發的實驗系統。運行環境要求,參見MCGS用戶指南。可以組成網絡,一臺老師機可以控制十幾臺學生機,實現數據共享。
5.重量:實驗臺+實驗架,約重250Kg
上位機軟件
有完善的編程軟件、過程裝置管理軟件及上位監控管理軟件,配備工控組態軟件,單片機數據采集與Matlab算法控制軟件,PLC編程軟件:
(1)PLC編程軟件
通過通訊電纜線使PLC與計算機使用軟件建立通訊關系后,使用軟件可以對PLC的所有功能進行編程,對編寫好的程序進行下載和安裝,對已運行程序進行在線編程或監控等。
(2)單片機數據采集與算法控制軟件:
利用RS232通信接口,配合單片機控制與計算機算法控制軟件,實現各種數字式PID運算控制和各種先進的智能控制,并實現數據實時采集作圖。達到學生可以使用Labview軟件自行編制各種新型的、先進的控制算法,如模糊控制、神經元控制等。另外單片機還可作為獨立的控制器完成實驗。
四、系統主要配置及功能介紹(以下為單套配置清單)
1、系統執行機構配置清單
2、傳感變送器清單
3、控制系統配置清單
4、軟件系統配置清單
5、其他設備
五、系統能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調試;
2.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗;
3.單容自衡水箱的對象特性測試實驗;
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗;
5.溫度位式控制實驗(智能儀表控制、PLC控制,共有兩種模式);
6.溫度連續控制實驗(單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制);
7.智能儀表控制實驗;
8.單容水箱液位控制實驗(單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制);
9.雙容水箱液位控制實驗(單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制);
10.流量定值控制實驗(單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制);
11.單容水箱壓力PID控制實驗(單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制);
12.單回路控制系統的質量研究;
13.串級控制系統連接實驗;
14.液位串級PID控制實驗;
15.PLC控制系統;
16.單片機Labview控制系統;
17.PLC上下水箱液位串級控制實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態軟件;
18.液位流量串級控制實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態軟件;
19.基于Labview的單回路PID控制實驗;
20.下位機軟件中的硬件組態和程序編寫;
21.上位機軟件中的通信建立和界面組態