透明液壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備
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    技術(shù)標(biāo)題:[高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)]

    高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是專門為用戶解決疑難問題的,非常具有代表性,在客戶進(jìn)行產(chǎn)品選型前,我們一般建議用戶先看下高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。這樣能對(duì)用戶選型有非常大的幫助。

    高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),高級(jí)過程控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

    一、系統(tǒng)簡(jiǎn)要描述

    整套系統(tǒng)分為:上位控制層系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)對(duì)象層,檢測(cè)傳感、變送、執(zhí)行設(shè)備,上位控制軟件四部分。系統(tǒng)特點(diǎn):整套系統(tǒng)安放在可移動(dòng)的試驗(yàn)臺(tái)桌上,小巧且試驗(yàn)裝置占地面積小。

    1、上位控制層系統(tǒng):、智能儀表控制模塊;、PLC控制系統(tǒng);③DDC控制系統(tǒng)。

    2、實(shí)驗(yàn)對(duì)象層系統(tǒng):

    控制對(duì)象:由鋁合金框架安裝、外置不銹鋼儲(chǔ)水箱、有機(jī)玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器、鋁塑復(fù)合管路、不銹鋼等組成。

    1.標(biāo)準(zhǔn)鋁型材安裝框架:標(biāo)準(zhǔn)PVC鋁塑管安裝有機(jī)玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器。安裝底板鋪設(shè)間隔鋁合金可安裝檢測(cè)傳感執(zhí)行裝置、管路等。

    2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌:實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌上安放控制對(duì)象;

    3.外置不銹鋼儲(chǔ)水箱及水泵安裝在帶可移動(dòng)腳輪的框架上(由鋁合金框架制作的),作為一體。水泵出水口帶快插接頭,水泵同控制對(duì)象管路系統(tǒng)相連便可實(shí)驗(yàn)。

    4.有機(jī)玻璃三容串接水箱:

    有機(jī)玻璃雙容串接水箱:由進(jìn)口有機(jī)玻璃制作,上水箱、中水箱、下水箱、上中下水箱三容串接安裝,每個(gè)水箱帶溢流管及下排水管及閥門,壓力液位傳感器接口

    5、帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐容器:

    內(nèi)膽Φ100×500(通動(dòng)態(tài)被加熱水),帶單相1.5KW電加熱管,夾套Φ150×400,內(nèi)膽安裝Pt100溫度傳感器。

    系統(tǒng)動(dòng)力:功率可調(diào)的不銹鋼循環(huán)水泵:可組成不銹鋼泵+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥+渦輪流量計(jì)的動(dòng)力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng),也可組成不銹鋼泵+變頻器+渦輪流量計(jì)的動(dòng)力流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。單相可控硅移相調(diào)壓裝置、單相電加熱管組成鍋爐加熱動(dòng)力系統(tǒng)。

    檢測(cè)傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu):

    ²流量傳感器:渦輪流量計(jì)+流量變送儀。

    ²液位傳感器:擴(kuò)散硅液位傳感器三個(gè),分別用于檢測(cè)上中下三個(gè)水箱的液位。另外加熱鍋爐容器上還加一個(gè)擴(kuò)散硅壓力傳感器,做恒壓供水實(shí)驗(yàn)時(shí)檢測(cè)容器壓力。

    ²溫度傳感器:Pt100熱電阻傳感器一個(gè),Pt100熱電阻溫度變送器一個(gè)。用于檢測(cè)帶夾套的不銹鋼常壓加熱鍋爐的內(nèi)膽溫度。

    ²壓力傳感器:擴(kuò)散硅壓力傳感器一個(gè)。用于檢測(cè)加熱鍋爐容器壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)的動(dòng)態(tài)壓力。

    ²變頻調(diào)速器:三菱變頻調(diào)速器一個(gè)。用于調(diào)節(jié)變頻動(dòng)力支路的供水壓力及流量。

    ²電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制模塊:主控:TMS320F28335。外擴(kuò):RAM512*16位,Flash512K*16位,使用撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)模式選擇。功率板:采用集成IPM模塊,可外接剎車電阻,母線電容充電緩沖電路、母線電壓檢測(cè)電路,相電流檢測(cè)電路,動(dòng)力電源位AC220V供電,功率3KW?刂瓢澹阂壕敛捎4.3寸串口屏 ,5個(gè)獨(dú)立按鍵按鍵(分別為RUNSTOP、RESTUP、DOW)。通信接口:RS232、RS485(異步串口不夠時(shí)可將RS232、RS485采用同一個(gè)串口使用短路帽進(jìn)行短路條線)、CAN、以太網(wǎng)口(SPI接口,設(shè)計(jì)W5500模塊模塊接口使用現(xiàn)有的成品模塊);CAN、RS232、RS485為隔離通信接口與TMS320F28335無直接電氣連接。串口感器接口:霍爾信號(hào)接口及差分編碼器接口統(tǒng)一使用DB15連接。模擬量輸出:不使用到的PWM用于RC濾波運(yùn)放跟隨實(shí)現(xiàn)DAC輸出。模擬量輸入:芯片內(nèi)部不使用的ADC接口用于外部模擬量輸入,接口為0~10V輸入。開關(guān)量輸出:2組,分別用于報(bào)警信號(hào)輸出、準(zhǔn)備完成信號(hào)輸出。開關(guān)量輸入:開關(guān)量輸入3組。EEPROM存儲(chǔ):有剩余IO可考慮設(shè)計(jì)24C02存儲(chǔ)器。測(cè)試點(diǎn):預(yù)留環(huán)形測(cè)試點(diǎn)測(cè)試PWM信號(hào)、ADC信號(hào)、DAC信號(hào)、電源。本地控制:本地串口屏顯示參數(shù)電壓、電流、設(shè)定值、實(shí)時(shí)值,本地按鍵操作。遠(yuǎn)程控制:遠(yuǎn)程采用RS485RS232接口使用FreeModbus-RTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程工控屏的串口通信,顯示電壓、電流、設(shè)定值、實(shí)時(shí)值,在遠(yuǎn)程觸摸屏上可進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)5個(gè)獨(dú)立按鍵的功能。

    ²電動(dòng)調(diào)節(jié)閥:全不銹鋼電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一個(gè)。用于調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)力支路的供水壓力及流量。

    二、上位過程控制系統(tǒng)

    上位控制操作/實(shí)驗(yàn)面板:鋁面板噴塑結(jié)構(gòu)。

    強(qiáng)電控制面板:裝有漏電保護(hù)空氣開關(guān)、電流型漏電保護(hù)器,充分考慮人身安全保護(hù);配置帶鑰匙的電源啟動(dòng)控制回路和多組保險(xiǎn)絲,同時(shí)每一組強(qiáng)電輸出都有旋鈕開關(guān)控制,保證設(shè)備安全,操作控制便捷;裝有分相電壓表、指示燈,直觀,強(qiáng)電信息一目了然;裝有變頻器及其控制接口面板,方便變頻器熟悉、操作和應(yīng)用。

    控制器面板:變頻控制器面板、智能儀表控制面板。

    信號(hào)接口面板:控制對(duì)象中的儀表信號(hào)和電氣信號(hào)轉(zhuǎn)移到信號(hào)接線板上,提供AI、AO、DO等傳感器檢測(cè)及執(zhí)行器控制信號(hào)接口,便于學(xué)生自己連線組成不同的控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)者通過安全型接插式導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)板與信號(hào)板之間進(jìn)行不同的配線,以完成過程控制各類實(shí)驗(yàn)。

    三、上位過程控制系統(tǒng)基型配置:

    1S7-1200PLC控制系統(tǒng)

    隨著科技的發(fā)展,PLC即使是Micro PLC,也可以勝任多種控制任務(wù)。本產(chǎn)品提供的PLC控制系統(tǒng)主機(jī)選用西門子的1200系列,主要展示小型(MicroPLC在滿足小規(guī)模的控制任務(wù)中的完美表現(xiàn),為培養(yǎng)工程化人才提供更多更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

    2)智能儀表控制系統(tǒng)

    儀表控制系統(tǒng)核心為帶通信功能的各種儀表,儀表內(nèi)集成了各種算法,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況整定儀表控制算法的各種參數(shù),達(dá)到控制效果。同時(shí)帶通訊功能的儀表與上位計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)通訊。儀表各種參數(shù)和過程值進(jìn)入軟件平臺(tái)(一般為工控組態(tài)軟件)的數(shù)據(jù)庫(kù),再加上組態(tài)的流程畫面和操作界面,可以方便在上位計(jì)算機(jī)整定參數(shù),對(duì)過程值進(jìn)行記錄分析。

    3DDC控制系統(tǒng)

    DDC控制系統(tǒng)一般有兩種形式,一種采用外部數(shù)據(jù)采集模塊的形式,其核心為帶RS485通訊的數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算機(jī)算法軟件;另一種采用工控機(jī)和ISAPCI插槽的數(shù)據(jù)采集板卡。外部數(shù)據(jù)采集模塊由于安裝方便,同時(shí)就地安裝時(shí)采用通訊方式向計(jì)算機(jī)送數(shù)據(jù)不存在信號(hào)衰減,因此本產(chǎn)品采用第一種方式的應(yīng)用。用戶可根據(jù)自己學(xué)校的實(shí)際情況選用第二種方式的應(yīng)用(例如研華A/D、D/A、采樣板卡)。

    在控制臺(tái)直接裝有數(shù)據(jù)采集模塊,同時(shí)利用工控軟件MCGS中強(qiáng)大的算法組態(tài)功能,便捷的組建一個(gè)帶人機(jī)界面的DDC控制系統(tǒng)。在DDC系統(tǒng)中提供開放的算法軟件供實(shí)驗(yàn)和算法編程參考,方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程人才培養(yǎng)。

    四、過程控制實(shí)驗(yàn)裝置配置清單

    序號(hào)

     

       

    規(guī)格型號(hào)

    材質(zhì)

    數(shù)量

    1

    標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌

    標(biāo)準(zhǔn)鋁合金實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌上安放控制對(duì)象

     

    鋁合金

    1

    2

    標(biāo)準(zhǔn)框架及標(biāo)準(zhǔn)安裝底板

    標(biāo)準(zhǔn)框架安裝有機(jī)玻璃三容串接水箱、帶夾套不銹鋼常壓鍋爐容器,方便安裝固定鋁合金支撐框架、檢測(cè)傳感執(zhí)行裝置、管路等。

    鋁合金

    1

    3

    電加熱常壓鍋爐壓力容器

    由不銹鋼內(nèi)膽加溫筒(帶220V 1.25KW進(jìn)口不銹鋼電加熱管)和封閉式帶保溫不銹鋼夾套組成

     

    封閉式帶保溫不銹鋼夾套(1.5mm304

    不銹鋼)

    不銹鋼內(nèi)膽加溫筒(1.5mm304不銹鋼)

    1

    4

    水箱

    儲(chǔ)水箱(由1.5mm厚不銹鋼鏡面板制作)可移動(dòng)

     

    不銹鋼(2個(gè)通道)

    1

    有機(jī)玻璃上小水箱

     

    底板20mm進(jìn)口有機(jī)玻璃板

    側(cè)板8 mm進(jìn)口有機(jī)玻璃板

    有機(jī)玻璃水箱前面直接刻有液位標(biāo)尺;

    1

    有機(jī)玻璃中小水箱

     

    底板20mm進(jìn)口有機(jī)玻璃板

    側(cè)板8 mm進(jìn)口有機(jī)玻璃板

    有機(jī)玻璃水箱前面直接刻有液位標(biāo)尺;

    1

    有機(jī)玻璃下小水箱

     

    底板20mm進(jìn)口有機(jī)玻璃板

    側(cè)板8 mm進(jìn)口有機(jī)玻璃板

    有機(jī)玻璃水箱前面直接刻有液位標(biāo)尺

    1

    5

    水泵

    低噪不銹鋼靜音泵

    揚(yáng)程15

    功率0.37KW,揚(yáng)程15,最大流量0.80-0.85立方米每小時(shí)

    2

    6

    溫度傳感器

    Pt100熱電阻

    熱電阻

    Pt100

    4個(gè)

    7

    溫度變送器

    Pt100熱電阻標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換

    輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)

     

    4個(gè)

    8

    壓力液位傳感器

    擴(kuò)散硅壓力/液位變送器

    4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出,0.5級(jí)測(cè)量精度

    金屬防水外殼

    3個(gè)

    9

    渦輪流量計(jì)及變送器

    額定流量0.28-0.30T/h

    4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出;測(cè)量精度±1.0

    金屬防水外殼

    2個(gè)

    10

    電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

    額定流量為0.28-0.30立方米每小時(shí)

     4-20mA信號(hào)輸入

    帶不銹鋼法蘭

    1

    11

    電磁閥

    使用壓力范圍為0-7/3

    工作溫度為-5--80℃

    常閉

    1

    12

    電加熱控制器

    可控硅移相調(diào)壓裝置

    輸入4-20mA

    可控硅

    1個(gè)

    13

    換熱器(純滯后盤管)

    純滯后盤管盤長(zhǎng)20m,上有三個(gè)測(cè)溫點(diǎn),純滯后時(shí)間常數(shù)可變

    溫度對(duì)象

    不銹鋼

    1

    2:智能儀表控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件配置表

    序號(hào)

    硬件型號(hào)

    型號(hào)

    數(shù)量

    1

    實(shí)驗(yàn)控制柜

     

    1

    2

    電腦桌

     

    1

    3

    強(qiáng)電控制面板

    鈑金噴塑

    1

    4

    I/O信號(hào)接口控制面板

    鈑金噴塑

    1

    5

    RS232/485轉(zhuǎn)換器

    通訊轉(zhuǎn)換器

    1

    6

    變頻調(diào)速器

    0.37KW

    1

    7

    AI智能調(diào)節(jié)儀(自帶Rs485通訊接口)

    AI818\AI708

    3

    8

    開關(guān)電源

    24V/3A

    1

    9

    鍋爐防干燒保護(hù)器

     

    1

    10

    自鎖緊接頭插座及連接導(dǎo)線

     

    1

    3  DDC上位控制系統(tǒng)硬件配置表

    序號(hào)

    硬件名稱

    硬件型號(hào)

    數(shù)量

    1

    8A/D ICP-8017

    數(shù)據(jù)采集模塊

    1

    2

    4D/A ICP-8024

    數(shù)據(jù)采集模塊

    1

    3

    RS232/485轉(zhuǎn)換器

    通訊轉(zhuǎn)換器

    1

    4:西門子S1200-PLC上位控制系統(tǒng)硬件配置表

    序號(hào)

    硬件名稱

    硬件型號(hào)

    數(shù)量

    1

    控制器

    1212C

    1

    2

    模擬量模塊

    4AI/1A0

    1

    3

    通訊適配器

    PC/PPI

    1

    5:軟件清單

    序號(hào)

       

    型號(hào)

    品牌

    數(shù)量

    1

    MCGS工控組態(tài)軟件網(wǎng)絡(luò)版7.6

    MCGS

    昆侖通態(tài)

    1

    2

    西門子博圖PLC編程軟件

     

    西門子

    1

    3

    智能儀表控制實(shí)驗(yàn)軟件

     

     

    1

    4

    DDC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件

     

     

    1

    四、過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

    1、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:

    ·過程控制系統(tǒng)的組成認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn):

    1)過程控制及檢測(cè)裝置硬件結(jié)構(gòu)組成的認(rèn)識(shí),控制方案的組成及控制系統(tǒng)連接實(shí)驗(yàn)。

    2)智能調(diào)節(jié)儀表、智能變送儀表等各種智能儀表的操作及參數(shù)設(shè)定。

    3)傳感器的校正(零點(diǎn)遷移與量程調(diào)整)

    ·對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

    l單容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測(cè)試實(shí)驗(yàn)

    l雙容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測(cè)試實(shí)驗(yàn)

    l鍋爐內(nèi)膽水溫特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

    ·單回路控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

    l單容水箱液位定值控制實(shí)驗(yàn)

    l雙容水箱液位定值控制實(shí)驗(yàn)

    l鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制實(shí)驗(yàn)

    l單閉環(huán)流量定值控制實(shí)驗(yàn)

    l鍋爐內(nèi)膽壓力定值控制實(shí)驗(yàn)

    ·串級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

    l水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)

    l鍋爐內(nèi)膽水溫與循環(huán)水流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)

    l水箱液位與進(jìn)水口流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)

    ·比值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

    l流量比值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

    ·變頻恒壓供水實(shí)驗(yàn)

    ·純滯后實(shí)驗(yàn)

    ·溫度的滯后控制實(shí)驗(yàn)

    ·流量純滯后控制實(shí)驗(yàn)

    ·工控制組態(tài)軟件組態(tài)控制實(shí)驗(yàn)

    l所有實(shí)驗(yàn)均包括數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、圖形動(dòng)畫、報(bào)表、曲線、報(bào)警組態(tài)、設(shè)備通訊組態(tài)、算法組態(tài)等實(shí)驗(yàn)

     









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