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KH-GC05 现场总线过程控制系统实验装置
产品详细信息

KH-GC05 现场总线过程控制系统实验装置

一、系统概述
“现场总线过程控制系统实验装置”是从高校自动化相关专业教学实验的需求出发,采用代表自动化行业技术潮流的现场总线技术,开发出来的进行通讯和远程控制的网络化和数字化实验装置。
“现场总线过程控制系统实验装置”是由现场总线控制系统和对象系统组成。该对象系统与“高级过程对象系统实验装置”基本相同,不同之处在于下水箱的压力变送器采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯接口的压力变送器(SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯协议的压力传感器通过总线供电,不需要另外接工作电源)。
1. 现场总线控制系统硬件
除电气部分给各种工作部件提供电源外,还有下列主要部件:
(1) SIEMENS 315-2DP CPU一个(含MMC卡)
(2) SIEMENS电源模块一个
(3) PA Coupler 耦合器一个
(4) 8路模拟量输入模块SM331模块两个
(5) 4路模拟量输出模块SM332模块一个
(6) 变频器一个
(7) DP通讯线和DP接头若干
(8) MPI-USB通讯线一条
2. 现场总线控制系统软件
采用SIEMENS WINCC软件监控、SIEMENS STEP7编程

二、系统特点
能完整的体现现场过程变量数字化采集。实现从过程变量的现场采集到上位监控的全数字化传输。

三、系统结构
现场总线控制系统结构图如下:

四、控制对象
一)、系统组成
1. 过程控制实验对象系统
实验对象系统包含有:不锈钢储水箱;上、中、下三个串接有机玻璃圆筒型水箱;三相4.5kW电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成)和铝塑盘管组成。
系统动力系统有两套:一套由SIEMENS变频器、三相(380V交流)不锈钢磁力驱动泵、电动调节阀、交流电磁阀、涡轮流量计等组成;另一套由220V循环泵、涡轮流量计等组成。
整套对象系统完全由不锈钢材料制造,包括对象框架、管道、底板,甚至小到每一颗紧固螺钉。
2. 对象系统中的各类检测变送及执行装置
(1) 扩散硅压力变送器三只:分别检测上水箱、中水箱、下水箱液位;
(2) 涡轮流量计三只:分别检测两条动力支路及盘管出水口的流量;
(3) Pt100热电阻温度传感器六只:分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套、盘管(三只)及上水箱出水口水温;
(4) 控制模块:包含电磁阀、电动调节阀各一个;
(5) 三相380V不锈钢磁力驱动泵、220V循环泵。
二)、系统主要特点
1. 被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数
2. 执行器中既有电动调节阀仪表类执行机构,又有变频器等电力拖动类执行器
3. 系统除了能改变调节器的设定值作阶跃扰动外,还可在对象中通过电磁阀和手操作阀制造各种扰动
4. 一个被调参数可用不同的动力源、不同的执行器和不同的工艺线路下可演变成多种调节回路,以利于讨论、比较各种调节方案的优劣
5. 能进行多变量控制系统及特定的过程控制系统实验
三)、“KH-GC05现场总线过程控制系统实验装置”对象系统如下图所示

 

五、主要配置清单

序号

设备名称

数量

单位

 1

 不锈钢框架

1

 2

 有机玻璃水桶

3

 3

 不锈钢下水箱

1

 4

 不锈钢复合加热桶

1

 5

 380V磁力驱动泵

1

 6

 220V循环泵

1

 7

 SIEMENS 315-2DP CPU

1

 8

 SIEMENS 电源模块

1

 9

 MMC卡

1

 10

 PA Coupler 耦合器

1

 11

 8路模拟量输入模

2

 12

 4路模拟量输出模

1

 13

 SIEMES变频器MM420

1

 14

 DP通讯线和DP接头

若干

 15

 扩散硅压力变送器

3

 16

 涡轮流量计

3

 17

 PT100热电阻传感器

6

 18

 电磁阀

1

 19

 电动调节阀

1

 20

 可控硅调压器

1

  21

  控制柜

1

六、实验内容
1.现场总线控制系统(FCS)的组成与认识实验
2.下位机软件中的硬件组态和程序编写
3.上位机软件中的通信建立和界面组态
4.一阶单容上水箱对象特性测试实验
5.二阶双容水箱对象特性测试实验
6.上水箱液位PID整定实验
7.串接双容下水箱液位PID整定实验
8.三容液位定值控制实验
9.锅炉内胆水温PID控制实验
10.锅炉夹套水温PID控制实验
11.单闭环流量PID控制实验
12.锅炉内胆水温位式控制实验
13.水箱液位串级控制实验
14.三闭环液位控制实验
15.锅炉夹套与内胆水温串级控制实验
16.锅炉内胆水温与水流量串级控制实验
17.上水箱液位与进水流量串级控制实验
18.单闭环流量比值控制实验
19.下水箱液位前馈-反馈控制实验
20.锅炉内胆水温前馈-反馈控制实验
21.温度纯滞后控制实验
22.流量纯滞后控制实验
23.锅炉夹套与内胆水温解耦控制实验
24.上水箱液位与出口水温解耦控制实验

 

 
 
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