過程控制綜合實驗裝置

過程控制綜合實驗裝置功能

1、可實現液位高度的位式控制實驗、加熱水溫的位式控制實驗。
2、水箱液位的定值控制實驗、加熱水溫的定值控制實驗。
3、電動調節閥支路流量的定值控制實驗、變頻調速磁力泵支路流量的定值控制實驗。
4、水箱液位與調節閥流量的串級控制實驗、水箱液位與變頻調速磁力泵支路流量的串級控制實驗。
5、單閉環流量比值控制實驗、雙閉環流量比值控制實驗。
6、三容箱過程控制對象：包括單容水箱、雙容水箱、三容水箱。
7、采用中央處理器控制，全觸摸集成化操作，測控軟件。

設計參數

過程控制綜合實驗裝置整體采用工程化布局，設備主體：2000×700×2000mm（長×寬×高），可根據實訓場地實際高度和場地面積進行調整，可移動式設計，帶剎車輪。

溫度：常溫-70℃，液位0-300mm。

電氣系統

標準工業操作臺，內安裝漏電保護空氣開關、電流型漏電保護器充分考慮人身安全保護；同時每一組強電輸出都有旋鈕開關控制，保證設備安全，操作控制便捷；裝有分相指示燈，開關電源等。

公用設施

水：裝置自帶不銹鋼水箱，連接自來水。實驗時經水泵進入測試管路，循環使用。

電：電壓AC380V，功率5.0KW，標準三相五線制。每個實驗室需配置1~2個接地點（安全地及信號地）。

主要配置

1、實驗對象系統包含有：不銹鋼儲水箱；上水箱為有機玻璃圓筒型水箱；下水箱為不銹鋼鍋爐汽包；單相2.0kW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環不銹鋼冷卻鍋爐夾套構成）組成。

2、系統動力系統有兩套：一路由動力水泵、進口比例閥組成，另一路由變頻調速器、動力水泵組成，通過閥門切換，任何一組供水可以到達任何一個水箱。

3、對象系統中的各類檢測變送及執行裝置擴散硅壓力變送器4只：分別檢測上、中、下水箱、鍋爐汽包液位。

4、渦輪流量計兩只：分別檢測兩條動力支路的流量。

5、Pt100熱電阻溫度傳感器六只：分別用來檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤管（三只）及上水箱出水口水溫。

6、執行器：包含電磁閥、電動調節閥各一個。

技術參數

1、不銹鋼臥式離心泵：WB50/037  H=20m ，Q= 3.5m3/h， 兩臺。
2、渦輪流量傳感器：流量范圍0.1～2.0m3/h，兩臺。
3、電動調節閥：DN15，采用智能直行程電動調節閥，用來對控制回路的流量進行調節。具有精度高、技術優良、體積小、重量輕、推動力大、功能強、控制單元與電動執行機構一體化、可靠性高、操作方便等優點，電源為單相220V，控制信號為4～20mADC，輸出為4～20mADC的閥位信號，使用和校正非常方便。精度：0.5%FS  ，一臺。

4、上水箱：有機玻璃φ250x300mm，帶液位溢流裝置，一個。

5、中水箱：有機玻璃φ250x300mm，帶液位溢流裝置，一個。

6、下水箱：有機玻璃φ250x300mm，帶液位溢流裝置，一個。

7、儲水箱：304不銹鋼600x400x500mm，一個。

8、單相矢量變頻器，規格：（0-50）Hz，功率550W，一臺。

9、電磁閥：口徑DN15，24V直流開關電源供電，一個。在本裝置中作為電動調節閥的旁路，起階躍干擾作用。工作壓力：最小壓力為0Kg/㎝2，最大壓力為7Kg/㎝2 ；工作溫度：－5～80℃；工作電壓：220VAC。

10、鍋爐：304不銹鋼夾套加熱鍋爐，容積20L,。由二層組成：加熱層（內膽）和冷卻層（夾套），一臺。電加熱器：由三根1.5KW電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內膽內的水進行加溫，每根加熱管的電阻值約為50Ω左右。

11、壓力傳感器：量程為0～5KPa，用工業用的擴散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術，對傳感器溫度漂移跟隨補償。采用標準二線制傳輸方式，工作時需提供24V直流電源，輸出：4～20mADC。

12、溫度傳感器：裝置中采用了六個Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，分別用來檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套、盤管（有3個測試點）以及上水箱出口的水溫。Pt100測溫范圍：-200～+420℃。經過調節器的溫度變送器，可將溫度信號轉換成4～20mA直流電流信號。Pt100傳感器精度高，熱補償性較好。

13、調壓裝置：采用可控硅移相觸發裝置，輸入控制信號為4～20mA標準電流信號，其移相觸發角與輸入控制電流成正比。輸出交流電壓用來控制電加熱器的端電壓，從而實現鍋爐溫度的連續控制。

14.中央處理器：執行速度0.64μs，內存容量16K，內建Ethernet支持Modbus TCP及Ethernet/IP通訊協議；功能：數據處理運算。

15.模擬量模塊：高達16位分辨率，總和精度±0.5%，內建RS485通訊模式。 

16.采用一體機平板觸摸電腦，全程數字化觸摸屏控制操作。HMI：投射式觸控技術，5000萬次觸摸點，內存4G，功能：中央處理器數據顯示控制。 

18、外形尺寸：2200×550×1800mm（長×寬×高），外形為可移動式設計，帶剎車輪，不銹鋼框架。

19、工程化標識：包含設備位號、管路流向箭頭及標識、閥門位號等工程化設備理念配套，使學生處于安全的實驗操作環境中，學會工程化管路標識認知，培養學生工程化理念。

MCGS工業組態軟件

本軟件為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平臺，能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。

測控組成

變量

檢測機構

顯示機構

執行機構

上水箱液位

液位傳感器

觸摸屏

自控

中水箱液位

液位傳感器

觸摸屏

自控

下水箱液位

液位傳感器

觸摸屏

自控

水泵出口壓力

壓力傳感器

觸摸屏

自控

液體流量

渦輪流量傳感器

觸摸屏

自控

鍋爐加熱溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

PID調節

鍋爐夾套進口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控

鍋爐夾套進口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控

換熱器進口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控

換熱器出口溫度

PT100 鉑電阻

觸摸屏

自控