過程控制實訓室,過程控制實訓裝置

過程控制實訓室

過程控制實訓室主要承擔生產(chǎn)過程自動化技術、計算機控制技術、電氣自動化技術等專業(yè)的實踐教學任務。實訓室主要配備了帶有被控對象的過程控制實訓裝置16套，可以滿足自動控制原理、過程控制與裝置、自動檢測技術與傳感器及相關課程的實踐教學需要，還為復雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究提供了控制對象以及控制手段，滿足有關企業(yè)技術人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運行監(jiān)控人員的實習和培訓需要。

一、過程控制實訓裝置特點
（1）系統(tǒng)采用分體式設計，模塊化組裝結構�？筛鶕�(jù)不同的需要選擇多種控制方式，組成不同的控制系統(tǒng)。
（2）系統(tǒng)具有多樣化的控制參數(shù)和控制方案。該裝置通過管路上的閥門切換和對信號接線板上的信號的連接組合，可構成變化多樣的過程控制系統(tǒng)。并且該裝置能進行從單變量到多變量控制系統(tǒng)及復雜過程控制系統(tǒng)實驗。
（3）采用標準的工業(yè)自動化儀表和柔性化工藝設備，使得該裝置具有開放性、兼容性和可升級性。裝置中的任何儀表和器件的更換不會影響整個裝置的功能和性能，有利于拓寬學生的工業(yè)現(xiàn)場的知識。
（4）配合網(wǎng)絡版組態(tài)軟件，可以一臺設備容納多組學生實驗。即用一臺服務器和幾臺工作站來對同一對象進行操作。
（5）控制對象中包含真正的壓力控制對象，可以完成壓力控制實驗。
二、過程控制實訓系統(tǒng)組成
1、實訓模塊
（1）智能調節(jié)儀：可選用4臺智能調節(jié)儀，其中一臺具有位式調節(jié)功能。
（2）變頻器：采用三菱（FR-S520S-0.4K）變頻器，輸入信號為4～20mA DC，220V變頻輸出用來驅動三相磁力驅動泵。
（3）比值和前饋-反饋補償器：與智能儀表一起使用，可以實現(xiàn)流量的單閉環(huán)比值、雙閉環(huán)比值控制實驗，也可以實現(xiàn)液位與流量、溫度與流量的前饋－反饋控制實驗。
（4）解耦裝置：與智能儀表一起使用，可以實現(xiàn)鍋爐內(nèi)膽與鍋爐夾套溫度、上水箱出水口液位與溫度的解耦控制實驗。
（5）SCR移相調壓模塊：采用可控硅移相觸發(fā)裝置，輸入控制信號0～5V DC或4～20mA DC或10K電位器，輸出電壓變化范圍：0～220V AC，用來控制電加熱管加熱。
（6）傳感器轉換接口：流量、溫度、壓力、液位等傳感器的信號輸出與轉換接口，方便儀表測量。
（7）I/V轉換接口：實現(xiàn)電流與電壓信號的轉換。
（8）溫度位式模塊：與智能位式調節(jié)儀和SCR移相調壓模塊配合使用，完成溫度位式調節(jié)功能。
（9）西門子S7-200 PLC模塊：選用西門子S7-200 組合模塊，含CPU224XP CN，AC/DC/RELAY，14DI/10DO，2AI/1AO；EM231 CN，2 路輸入熱電阻；EM235 CN，4AI/1AO�？商娲�智能調節(jié)儀，實現(xiàn)裝置的整體控制。
3、被控對象
（1）水箱：包括上、中、下水箱和儲水箱。上、中、下水箱采用透明長方體有機玻璃，堅實耐用，透明度高，有利于學生直接觀察液位的變化和記錄結果。三個水箱可以組成一階、二階、三階單回路液位控制實驗和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位定值控制等實驗。
（2）模擬鍋爐：鍋爐采用不銹鋼精致而成，由兩層組成：加熱層（內(nèi)膽）和冷卻層（夾套）。作溫度定值實驗時，可用冷卻循環(huán)水幫助散熱。加熱層和冷卻層都有溫度傳感器檢測其溫度，可做溫度串級控制、前饋－反饋控制、比值控制、解耦控制等實驗。
（3）壓力容器：采用不銹鋼做成，上端為半球形，下端為圓柱形，整個為一密封容器。
（4）盤管：由34圈鋁塑管環(huán)繞而成，可做溫度純滯后實驗，在盤管上有兩個不同溫度檢測點，它們的滯后時間常數(shù)不同，在實驗過程中根據(jù)不同的實驗需要選擇不同的滯后時間常數(shù)。盤管出來的水既可以回流到鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過渦輪流量計完成流量滯后實驗。
4、檢測裝置
（1）液位轉換器：采用了三個壓力傳感器，分別檢測上、中、下三個水箱的液位。
（2）流量傳送器：采用了三個渦輪流量計，分別測量電動調節(jié)閥支路、變頻器支路和盤管出水口支路的流量。
（3）溫度傳感器：采用了五個Pt100傳感器（其精度高，熱補償性好），分別測量鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管進水口、盤管出水口和上水箱的溫度。
（4）壓力轉換器：本裝置采用一個壓力傳感器用來做水壓實驗。
（5）壓力表：量程0.16MPa。
5、執(zhí)行機構
（1）電動調節(jié)閥：選用智能調節(jié)閥，用來控制回路流量的調節(jié)。
（2）電磁閥：采用電磁閥作為電動閥的旁路，起階躍干擾作用。
（3）水泵：采用兩臺磁力驅動泵，采用三相380V恒壓驅動，也可用三相變頻220V輸出。
三、實訓內(nèi)容
過程控制系統(tǒng)的組成認識實訓、對象數(shù)學模型的測試實訓、單閉環(huán)控制系統(tǒng)實訓（包括：液位、溫度、流量、壓力控制實訓）、串級控制系統(tǒng)實訓、溫度位式控制實訓、比值控制系統(tǒng)實訓、滯后控制系統(tǒng)實訓、解耦控制系統(tǒng)實訓、前饋－反饋控制系統(tǒng)實訓和工控組態(tài)軟件組態(tài)控制實訓。