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YUYPCS-1C型過程控制實驗裝置
一,、概述
1,、過程控制實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS）,，是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量,，諸如溫度、壓力,、流量,、液位等參數(shù)，對其進行測量,、控制,，分析過程參數(shù)變化特性，研究過程控制規(guī)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(yè)用儀器儀表,，接近工業(yè)實際，使用安全,，運行穩(wěn)定,，維護簡單，性價比*,。本裝置集合多種控制方式,，再現(xiàn)實際工業(yè)現(xiàn)場使用的控制手段，采用聲光報警系統(tǒng)，并提供用戶更友好的二次開發(fā)接口,。
2,、可滿足"自動調(diào)節(jié)原理"，"過程控制",，"控制儀表"，"自動檢測技術(shù)與傳感器","計算機"及相關(guān)課程的教學實驗需求,；
3,、可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員,、系統(tǒng)運行監(jiān)控人員的實習,、培訓實驗設備。
二,、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點：
1,、分體式設計，模塊化組裝式結(jié)構(gòu),，可以根據(jù)不同的需要選擇,、PLC控制，儀表控制,模擬PID控制,單片機和計算機控制組成不同的控制系統(tǒng),。含有常規(guī)水箱檢測控制裝置,、鍋爐加熱裝置。
2,、二水箱配置,；雙路供水系統(tǒng)。
3,、實驗柜*敞開設計,，內(nèi)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(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品,，智能化程度高,。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業(yè)現(xiàn)場知識,。為以后走上社會打好結(jié)實基礎,。
6、安全度高,，系統(tǒng)配有漏電保護,，帶保護套的實驗電源連線，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(jù)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(tǒng)：
（1）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,；
（2）鍋爐加熱內(nèi)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(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作,。
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：
（1）各種電源及各種儀表具有可靠的保護功能
（2）各種電源及各種儀表的強電采用開關(guān)控制,，學生不自行接線,，不存在強弱電混插的問題。
三,、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):
1.工作電源：單相三線 220V±5% 50Hz,；
2.整機容量：<5KVA
3.控制信號：電壓0～5V；電流4～20MA;
4.外形尺寸：1720mm×730mm×1600mm
5.上位計算機組態(tài)軟件
6.可以同時對三個參數(shù)進行采集,，比如,，一組測流量，一組測溫度,，一組測壓力,；
7.重量：實驗臺+實驗架,，約重250Kg
四、系統(tǒng)主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
序號 | 名 稱 | 規(guī)格,、參數(shù) |
1 | 實訓平臺 | 實訓對象臺架全部采用不銹鋼框架 使用壽命增強不易生銹機械強度高 |
2 | 實訓屏 | 提供實驗所需的單相AC220V電源,，總電源由帶漏電保護的空氣開關(guān)控制，另控制屏內(nèi)部設有電流型漏電保護器,，配有漏電報警指示燈和告警復位按鈕,，安全性符合標準。實訓裝置的電網(wǎng)電壓由一只指針式交流電壓表監(jiān)示,。通過鑰匙開關(guān)和啟?？刂瓢粹o，使強電系統(tǒng)的操作更為安全方便,，進行實訓時鑰匙開關(guān)鑰匙由老師保管，等檢查無誤時由老師打開鑰匙開關(guān),。并設置有執(zhí)行元件輸入輸出接口,、模擬量信號輸入輸出接口。所有信號接口均采用標準的IEC信號接口,。執(zhí)行機構(gòu)接口有單相可控硅移相調(diào)壓裝置,、三相不銹鋼磁力泵及電加熱管組成。并將對象系統(tǒng)各傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號同面板上的插座相連,，便于學生自己連線組成不同的控制系統(tǒng),。 |
3 | 電腦桌 | 型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計算機,，下方裝有萬向輪,。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 |
4 | 控制對象 | 包括2只上水箱,、下水箱和儲水箱,。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃,，結(jié)構(gòu)包括緩沖槽,、工作槽、出水槽,，用以完成液位相關(guān)實驗,，水箱容積17.5*10-3m3采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器,。儲水箱由不銹鋼板制成 不銹鋼溫控實驗箱1只 由加熱箱,、加熱環(huán)、Pt100,、溫度變送器組成,，加熱箱內(nèi)無水斷電保護裝置,，也防止溫度干燒。 儲水箱自動進,、排水裝置1套 其中儲水箱底部裝有出水閥,，水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出,。 |
5 | HONEYWELL智能電動調(diào)節(jié)閥 | 等百分比特性內(nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大.工作電壓 24VAC,，輸入電流4-20mADC 等百分比特性內(nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大,比普通的電動閥貴 |
6 | 單相磁力 泵 | 無泄漏，低噪音,，單相 220VAC,，90W。 聲音比較小,，有利于實驗室保持安靜,，工作的穩(wěn)定性非常好。 |
7 | 三相磁力泵 | 無泄漏,，低噪音,，三相220VAC，180W,，揚程8米,。 |
8 | 交流變頻控制（日本三菱） | 采用日本三菱公司的FR-D720S-0.4K-CH型變頻器，控制信號輸入為4～20mADC或0～5VDC,，交流220V變頻輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵,。 |
9 | 溫控調(diào)壓模塊+散熱器 | 全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號：4-20mADC,。
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10 | 加熱環(huán) | 功率：1800W,，220VAC。 具有防干燒保護功能 |
11 | 擴散硅壓力變送器（液位） | 選用美國NovaSensor*的擴散硅隔離探頭,。0.5級精度,；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）,。 |
12 | 壓力變送器 | 選用美國NovaSensor*的擴散硅隔離探頭,。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）,；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）,。 |
13 | Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | Pt100：*；溫度變送器：0.5級精度,，0-100℃,。 |
14 | 渦輪流量計及流量變送器 | （1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號：4-20mADC,；（3）精度：0.5級,。 |
15 | 單片機控制 | 4模擬量輸入,，2模擬量輸出 |
16 | PID調(diào)節(jié)器控制 | 硬件模擬PID控制掛箱由給定信號源、比例積分微分設定旋鈕以及PID調(diào)節(jié)回路組成,，以上組成部分均由硬件給出動作,，可完成單/雙閉環(huán)控制實驗。 |
17 | 智能儀表控制系統(tǒng) | AI 808P智能儀表 |
18 | PLC控制系統(tǒng) | 采用西門子S7-200 SMART主機CPU SR20(自帶以太網(wǎng)通訊口),，配置一個4入/2出模擬量模塊EM AM06,，可完成所有單通道輸出、多通道輸入控制實驗,。 |
19 | 繼電器 | 小型繼電器 |
20 | 電磁閥 | 電磁閥作為電動調(diào)節(jié)閥的旁路,，可以實現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過手動閥開度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小,。 |
22 | 液面探頭 |
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23 | 配有24v直流穩(wěn)壓電源 | 提供直流24V電源 |
24 | 帶護套槍式連接導線及配件 | —— |
25 | 網(wǎng)絡控制軟件 | 上位機軟件 擁有完善的編程軟件,、過程裝置管理軟件及上位監(jiān)控管理軟件，配備MCGS工控組態(tài)軟件（DEMO）,，單片機數(shù)據(jù)采集與Matlab算法控制軟件,， PLC編程軟件： （1） MCGS工控組態(tài)軟件 每套設備需配置一臺上位監(jiān)控PC機，在智能儀表控制與PLC控制系統(tǒng)的PC機上安裝有MCGS工控組態(tài)軟件,，能夠?qū)υO定值,、輸出值,、P,、I、D及各類可寫參數(shù)進行操作,，觀看動態(tài)變化棒圖顯示,、測量值實時曲線等。 |
26 | PLC編程軟件 | PLC的編程環(huán)境軟件,，通過通訊電纜線使PLC與計算機使用本軟件建立通訊關(guān)系后,，使用本軟件可以對PLC的所有功能進行編程，對編寫好的程序進行下裝,，對已運行程序進行在線編程或監(jiān)控等,。 |
五、系統(tǒng)能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調(diào)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(xù)控制實驗（單片機控制、智能儀表控制,、PLC控制和模擬PID控制,，共有四種模式）
7.智能儀表控制實驗
8.單容水箱液位控制實驗（單片機控制、智能儀表控制,、PLC控制和模擬PID控制,，共有四種模式）
9.雙容水箱液位控制實驗（單片機控制,、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制,，共有四種模式）
10.流量定值控制實驗（單片機控制,、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制,，共有四種模式）
11.單容水箱壓力PID控制實驗（單片機控制,、智能儀表控制、PLC控制和模擬PID控制,，共有四種模式）
12.單回路控制系統(tǒng)的質(zhì)量研究
13.串級控制系統(tǒng)連接實驗
14.液位串級PID控制實驗
15.計算機控制系統(tǒng)
16.單片機控制系統(tǒng)
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(tài)軟件
18.液位流量串級控制實驗--利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件
19.基于MATLAB的單回路PID控制實驗
20.基于MATLAB的串級PID控制實驗
