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过程控制实验系统,过程控制实验设备

工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。过程控制也称实时控制,是计算机及时的采集检测数据,按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制和自动调节,如数控机床和生产流水线的控制等。过程控制系统指以保证生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通过对过程参量的控制,可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式,这是过程控制的主要方式。

过程控制实验设备可满足《自动控制理论》、《过程控制》、《自动化仪表》以及《传感器检测与转换技术》等课程的实验教学,除了能满足本、专科学生不同层次的实验教学要求,还能为研究生、相关专业老师和工程技术人员进行复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究,提供了实验对象和实现的途径。过程控制实验设备集多参数控制为一体,由过程控制对象、传感器、变送器、调节器、执行器、显示器和计算机(用户自配)等组成。

1.控制对象的模型由上、中、下三个水箱及一个储水箱组成,上、中、下水箱由两台磁力泵供水。上、中两个水箱各装有一个扩散硅压力变送器来检测压力和液位;下水箱是一个复合式水箱,其中内筒不锈钢水箱中装有500W电加热器和PT100温度传感器。主管道上装有小型涡轮流量计(定做)、小型阀门和两台磁力驱动泵。水箱中的水位、压力、水温以及供水的流量都可以用于构成控制系统的被控参量。两台磁力泵中的任一台都可作为调节通道或干扰通道,模拟现场产生的干扰信号,以验证系统的稳定性和抗干扰性能。

2.实验挂箱

本设备共提供九个实验挂箱,分别是传感器输出与显示;单片机控制;模拟PID实验挂箱(配两个);位式、连续控制挂箱;面板流程图;交流变频器(日本三菱)挂箱(配两个); PLC控制器(西门子S7-200)挂箱。

3.专用编程电缆线

4.485通讯转换器

5.豪华型电脑台

6.计算机(用户自备)

7.上位机软件

PLC编程环境软件为它可以对S7-200的所有功能进行编程。上位机具有二种监控软件:

工控组态软件:利用PC/PPI电缆线组成PLC与工控组态软件监控系统,以及利用RS232/485转换器组成智能调节仪与工控组态软件监控系统,可实现对被控对象过渡过程的数据采集和存储,数据曲线的动态显示和监控。工控组态软件还可以对控制对象的图形任意组态,动态显示,编制控制策略,输出实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据,打印工程报表,操作菜单设计等一系列强大的功能。

(2)单片机数据采集与算法控制软件:利用RS232通信接口,配合单片机控制与计算机算法控制软件,实现各种数字式PID运算控制和各种先进的智能控制,并实现数据实时采集作图。而且可使用数学软件编制各种新型的、先进的控制算法。另外单片机还可作为独立的控制器对系统进行控制。

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