船舶電動控制儀表實(shí)訓(xùn)裝置

一、概述：

船舶電動控制儀表實(shí)訓(xùn)裝置是針對自動化、輪機(jī)自動化專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)特點(diǎn)，使用經(jīng)典PID控制算法實(shí)現(xiàn)對過程控制中的液位、壓力及流量等幾大熱工參數(shù)閉環(huán)、連續(xù)的控制。該設(shè)備能滿足輪機(jī)自動化、檢測及變換技術(shù)、過程控制、以及《自動控制理論》等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。通過該實(shí)訓(xùn)裝置的使用和學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識和使用電動檢測儀表、調(diào)節(jié)器，掌握過程控制中P、I、D參數(shù)的調(diào)節(jié)規(guī)律以及整定方法。
二、船舶電動控制儀表實(shí)訓(xùn)裝置組成：

臺內(nèi)放置電動差壓變送器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、氣動PID控制器模塊 溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、溫度調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、顯示儀表實(shí)驗(yàn)?zāi)K；臺上提供電源（220VAC，24VDC）、氣源（0.14MPa）、電壓表(0～30VDC)、電流表(0～30mA)；配相應(yīng)的指示燈和插座。臺面設(shè)置供電開關(guān)需帶漏電保護(hù)。

冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)：含低溫系統(tǒng)和高溫系統(tǒng)，并可連接或單獨(dú)使用。
三、技術(shù)指標(biāo)：
1） 儀表實(shí)驗(yàn)臺

鋼質(zhì)、臺面不小于1500×700mm，后側(cè)置高于臺面300mm左右的斜面，便于布置各種輔助儀表等設(shè)備,包括0～0.1MPa壓力表，4～20mA電流表，0.7MPa的氣源壓力表，24VDC100W模塊。臺內(nèi)置模塊的抽屜，方便替換和放置。4個(gè)腳安裝帶制動的萬向滑輪，便于實(shí)驗(yàn)臺移動。

供電需要配一個(gè)帶漏電保護(hù)的斷路器，配三眼220V插座2個(gè)，電源指示燈1個(gè)，氣源需要另配一個(gè)帶氣瓶的小空壓機(jī)，供氣壓力在0.6MPa以上，輸出壓力可調(diào)。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺配所需工具一套和萬用表。
2）電動差壓變送器實(shí)驗(yàn)?zāi)K
（1）配電容式電動差壓變送器（檢測量程0.3MPa）1個(gè)，帶不銹鋼三閥組，另配帶壓力表的減壓閥2個(gè)，其壓力可調(diào)范圍為0.3MPa，自帶的壓力顯示表精度在1級以上，結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供成套管路及快速接頭，現(xiàn)場動手安裝。配套數(shù)為實(shí)際使用的2倍。
（3）輸出信號線提供，現(xiàn)場接到電流表引出臺面電流表的接線柱上。
3）溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K
（1）配溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K，自帶加熱器（加熱器功率小于500W）、溫度顯示、溫度控制、熱敏電阻、船用結(jié)構(gòu)形式的PT100和熱電偶，模塊結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供實(shí)驗(yàn)接線，現(xiàn)場接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K對應(yīng)位置上，配套的接線數(shù)為實(shí)際使用的2倍以上。
4）溫度調(diào)節(jié)器模塊
（1）配溫度調(diào)節(jié)器模塊，自帶加熱器、溫度顯示、溫度控制、船用PT100和熱電偶。調(diào)節(jié)器外形面板為96×96，輸出兩種信號，一種為開關(guān)量輸出，有兩個(gè)，一個(gè)為加熱觸點(diǎn)信號給加熱器，加熱器功率小于500W，一個(gè)是風(fēng)扇冷卻，帶24V小軸流風(fēng)扇；另一種是4～20mA模擬量信號，用于給加熱溫控閥，溫控閥的開度有相關(guān)的顯示輸出，大致結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供實(shí)驗(yàn)接線，現(xiàn)場接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K對應(yīng)位置上，供應(yīng)的配套接線數(shù)為實(shí)際使用的2倍以上。
5）顯示儀表實(shí)驗(yàn)?zāi)K
（1）溫度和壓力顯示儀表各1個(gè)，配溫度可受（0～100℃）控的熱源，配減壓閥以提供氣壓源（0～0.6MPa），另配自帶壓力傳感器的智能顯示儀表1個(gè)。
（3）提供實(shí)驗(yàn)接線，現(xiàn)場接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K對應(yīng)位置上，配套的接線數(shù)為實(shí)際使用的2倍以上。
6）冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)

由低溫冷卻水和高溫冷卻水兩個(gè)系統(tǒng)組成，兩個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)做成一個(gè)可移動的模塊單元中，兩個(gè)系統(tǒng)可以連接在一起構(gòu)成一套完整的船舶冷卻水溫度控制系統(tǒng)，也可以拆開連接，單獨(dú)接入冷卻水實(shí)現(xiàn)溫度控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。其中冷卻器建議使用主流的板式冷卻器。
（1）底座：2.5mm厚鋼質(zhì)立板3000×2500mm，下部帶200mm高4個(gè)支腳，每個(gè)支腳帶能承重的鋼質(zhì)帶制動的萬向輪。
（6）操作面板與實(shí)船接近，所有的操作和信號除本系統(tǒng)使用外，并需要向信號采集裝置（或PLC）提供。（操作面板采用12寸觸摸屏，主界面模擬Alfa Laval操作面板.
7）輸入電壓：單相三線～220V±10%  50Hz
8）工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）
9）整機(jī)功耗：＜1.5kVA
四、自動化儀表實(shí)驗(yàn)主要功能
1）差壓變送器的氣源、電源、壓力表、電流表、差壓檢測管路和相關(guān)閥件配套完整，可以進(jìn)行氣路和電路的連接操作，可以進(jìn)行三通閥組的操作，可以進(jìn)行零點(diǎn)、量程的調(diào)節(jié)和遷移的操作，可以設(shè)置漏氣、堵氣、電纜開路或短路等故障設(shè)置。
2）溫度傳感器均為帶外殼封裝，適宜船舶管系中安裝，通過加熱源定溫加熱，溫度傳感器輸出變化信號給溫度信號調(diào)理單元，并轉(zhuǎn)換為4～20mA信號輸出，信號調(diào)理單元和加熱溫度自動控制單元可以做在一起，有相關(guān)的教學(xué)儀器供選擇。傳感器回路斷線、短路以及絕緣故障可以模擬設(shè)置。
3）調(diào)節(jié)器模塊需要前述的差壓變送器、溫度傳感器做為信號檢測，可以按照控制要求進(jìn)行輸入信號、輸出信號、報(bào)警信號及電源的連接，一路輸出加熱觸點(diǎn)給220V的加熱回路，一路輸出4～20mA給溫控閥。數(shù)字智能調(diào)節(jié)器自帶給定設(shè)定、參數(shù)設(shè)定和相關(guān)參數(shù)顯示，通過對比信號檢測與設(shè)定、調(diào)節(jié)規(guī)律，觀察分析調(diào)節(jié)器的輸出結(jié)果，并據(jù)此可以判定調(diào)節(jié)效果和計(jì)算出調(diào)節(jié)參數(shù)。另外，可以設(shè)置傳感器、加熱器的故障，來分析故障原因和處理方法。
4）顯示儀表模塊要能模擬傳感器故障的顯示，便于觀察實(shí)際參數(shù)和顯示值，以利于分析和判斷故障，能夠進(jìn)行必要的顯示功能選擇設(shè)置。
5）冷卻水溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是獨(dú)立成套的自動化系統(tǒng)，除模擬低溫淡水、高溫淡水溫度自動調(diào)節(jié)控制外，還需要便于觀察到整個(gè)系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的壓力、溫度、三通閥的閥門開度、手動閥門的開關(guān)狀態(tài)等。溫度調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手動兩種控制方式調(diào)節(jié)。另外需要通過設(shè)置管路堵塞、管路錯(cuò)通、管路漏、傳感器線路開路、短路、執(zhí)行閥件卡等故障，并通過觀察與分析找到故障原因并排除。