SB-CG29工業(yè)儀表自動控制實訓(xùn)系統(tǒng)
一、系統(tǒng)總體概述
工業(yè)儀表自動控制實訓(xùn)系統(tǒng) 、儀表工實訓(xùn)考核裝置是一種集教學(xué)、實訓(xùn)、考核功能于一體的專業(yè)設(shè)備，主要用于培養(yǎng)和評估儀表工（如化工儀表維修工、熱工儀表及控制裝置安裝工等）的實踐操作技能和理論知識。過程控制儀表工實訓(xùn)裝置通過模擬實際工業(yè)場景中的儀表設(shè)備及控制系統(tǒng)，為學(xué)員提供真實的操作環(huán)境，幫助其掌握儀表安裝、調(diào)試、維護、故障排查等核心技能，同時滿足職業(yè)技能鑒定和考核的需求。
過程控制綜合實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，對其進行測量、控制，分析過程參數(shù)變化特性，研究過程控制規(guī)律(如PID控制)的教學(xué)實驗設(shè)備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業(yè)用儀器儀表，接近工業(yè)實際，使用安全，運行穩(wěn)定，維護簡單，性價比優(yōu)越。
1、功能：
(1)可滿足“自動調(diào)節(jié)原理”，“過程控制”，“控制儀表”，“自動檢測技術(shù)與傳感器”,“計算機”及相關(guān)課程的教學(xué)實驗需求；
(2)、可作為有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員、儀表操作人員、系統(tǒng)運行監(jiān)控人員的實習(xí)、培訓(xùn)實驗設(shè)備。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點：
2、設(shè)備特點：
（1）分體式設(shè)計，模塊化組裝式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,模擬PID控制組成不同的控制系統(tǒng)。含有常規(guī)水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。
（2）二水箱配置；一路供水系統(tǒng)。
（3）實驗柜完全敞開設(shè)計，內(nèi)部器件全部可視，有利直觀教學(xué)和維護。
（4）人性化設(shè)計，配有儲水箱，進排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強度。為實驗文明操作提供條件。
（5）裝置的儀表、部件均選用現(xiàn)代化技術(shù)工業(yè)級產(chǎn)品，智能化程度高。精度好，規(guī)格多樣。有利直觀教學(xué)和拓寬學(xué)生工業(yè)現(xiàn)場知識。為以后走上社會打好結(jié)實基礎(chǔ)。
（6）安全度高，系統(tǒng)配有漏電保護，帶保護套的專用實驗電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動控制等，力求保護人身、設(shè)備安全。
（7）開放度好，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據(jù)記錄的實時曲線進行理論分析等。
（8）鍋爐加熱程控保護系統(tǒng)：
A、加熱電路加有保險管進行過載保護，并具有防干燒保護功能；
B、鍋爐加熱內(nèi)膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統(tǒng)不能控制可控硅調(diào)壓器工作。
（9）人生安全及設(shè)備的保護措施：
A、加有電流型漏電保護器，防止設(shè)備漏電短路造成的設(shè)備及人身傷害。
B、各控制電路加有保險管，有效保護器件因過載造成損壞。
（10）電源啟停控制方式；采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
（11）漏電保護裝置及安全性和安全承諾：
A、各種電源及各種儀表具有可靠的保護功能
B、各種電源及各種儀表的強電采用開關(guān)控制，學(xué)生不自行接線，不存在強弱電混插的問題。
C、實驗強電接線插頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，防止觸電事故的發(fā)生。
三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):
1. 工作電源：單相兩相線AC220V±10% 50Hz
2. 整機容量：≤1kVA
3. 外形尺寸：1600mm×800mm×1800mm
4.上位計算機組態(tài)軟件，應(yīng)用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態(tài)軟件進行開發(fā)的實驗系統(tǒng)。運行環(huán)境要求，參見MCGS用戶指南。可以組成網(wǎng)絡(luò),一臺老師機可以控制十幾臺學(xué)生機,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
5.重量：實驗臺+實驗架，約重250Kg
上位機軟件有完善的編程軟件、過程裝置管理軟件及上位監(jiān)控管理軟件，配備工控組態(tài)軟件，單片機數(shù)據(jù)采集與Matlab算法控制軟件，PLC編程軟件：
（1）PLC編程軟件
通過通訊電纜線使PLC與計算機使用軟件建立通訊關(guān)系后，使用軟件可以對PLC的所有功能進行編程，對編寫好的程序進行下載和安裝，對已運行程序進行在線編程或監(jiān)控等。
（2）單片機數(shù)據(jù)采集與算法控制軟件：
利用RS232通信接口，配合單片機控制與計算機算法控制軟件，實現(xiàn)各種數(shù)字式PID運算控制和各種先進的智能控制，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集作圖。達到學(xué)生可以使用Labview軟件自行編制各種新型的、先進的控制算法，如模糊控制、神經(jīng)元控制等。另外單片機還可作為獨立的控制器完成實驗。
四、系統(tǒng)主要配置及功能介紹（以下為單套配置清單）
1、系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)配置清單
序號 | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 特 點 | 數(shù)量 |
1 | 智能電動調(diào)節(jié)閥
| 工作電壓220v交流，控制信號4-20ma。反饋信號4-20ma，位置進度±1%，有OLED大屏顯示。 | 等百分比特性內(nèi)置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大,比普通的電動閥貴 | 1只 |
2 | 單相磁力泵 | 無泄漏，低噪音，單相220VAC，90W。 | 聲音比較小,有利于實驗室保持安靜,工作的穩(wěn)定性非常好 | 1臺 |
3 | 溫控調(diào)壓模塊+散熱器 | 全隔離單相交流可控硅調(diào)壓模塊；控制信號：4-20mADC。 | 自行設(shè)計性能可靠安全 | 1套 |
4 | 加熱環(huán) | 功率：800W，220VAC。 | 具有防干燒保護功能 | 1只 |
2、傳感變送器清單
序號 | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 特 點 | 數(shù)量 |
1 | 擴散硅壓力變送器（液位） | 選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 | 不銹鋼隔離膜片,適用范圍廣,高精度,高溫定性,高可靠性,結(jié)構(gòu)精巧安裝方便,零點漂移小,它的價格是普通的傳感器的兩倍 | 2只 |
2 | 壓力變送器 | 選用美國NovaSensor原裝進口的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 | 1只 |
3 | Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | Pt100：A級；溫度變送器：0.5級精度，0-100℃。 |
| 1套 |
4 | 渦輪流量計及流量變送器 | （1）量程：選0-1200L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.5級。 | 整個系統(tǒng)管道由鋁塑管和不銹鋼管連接而成，不會產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。所有的手動閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，流量計和壓力傳感器安裝在官道上以測量管道流量和水泵出水口壓力。 | 1套 |
3、控制系統(tǒng)配置清單
序號 | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品 牌 | 數(shù)量 |
1 | 單片機Labview控制 | 2模擬量輸入,1模擬量輸出 | 碩博 | 1套 |
2 | 智能儀表控制系統(tǒng) | AI 808P智能儀表 | 廈門宇電 | 1臺 |
3 | PLC控制 | SMARTPLCSR20AC/DC/RLY，繼電器型,12輸入/8輸出，EM AM06，4入2出模擬量。 | 西門子 | 1套 |
4、軟件系統(tǒng)配置清單
序號 | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品 牌 | 數(shù)量 |
1 | labview控制軟件 |
|
| 1套 |
2 | 智能儀表控制軟件 | —— | —— | 1套 |
3 | PLC編程軟件 | step 7 MicroWIN | 西門子 | 1套 |
5、其他設(shè)備
序號 | 名 稱 | 規(guī)格、參數(shù) | 品 牌 | 數(shù)量 |
1 | 實驗用淡藍色透明有機玻璃水箱 | 包括上水箱、下水箱和儲水箱。上、下水箱采用優(yōu)質(zhì)有機玻璃，水箱底部均接有壓力傳感器。儲水箱由不銹鋼板制成 |
| 2只 |
2 | 不銹鋼溫控實驗箱 | 由加熱箱、加熱環(huán)、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內(nèi)無水?dāng)嚯姳Ｗo裝置，也防止溫度干燒。 |
| 1只 |
3 | 不銹鋼儲水箱 | 內(nèi)有獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計和不銹鋼過濾網(wǎng)，拆洗方便 |
| 1只 |
4 | 儲水箱自動進、排水裝置 | 其中儲水箱底部裝有出水閥，水箱需要更換水時，把出水閥打開將水直接排出。 |
| 1套 |
5 | 繼電器 | 小型繼電器 | 國產(chǎn) | 1只 |
6 | 電磁閥 | 電磁閥作為電動調(diào)節(jié)閥的旁路，可以實現(xiàn)階躍和脈沖干擾，通過手動閥開度可調(diào)節(jié)階躍和脈沖干擾的大小。 | 國產(chǎn) | 1只 |
7 | 全部不銹鋼管及配件，增加設(shè)備的使用壽命。 | 外加工 |
| 1套 |
五、系統(tǒng)能完成的實驗項目
1.實驗裝置的基本操作與儀表調(diào)試；
2.壓力變送器的零點遷移和性能測試實驗；
3.單容自衡水箱的對象特性測試實驗；
4.雙容自衡水箱的對象特性測試實驗；
5.溫度位式控制實驗（智能儀表控制、PLC控制，共有兩種模式）；
6.溫度連續(xù)控制實驗（單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
7.智能儀表控制實驗；
8.單容水箱液位控制實驗（單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
9.雙容水箱液位控制實驗（單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
10.流量定值控制實驗（單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
11.單容水箱壓力PID控制實驗（單片機Labview控制、智能儀表控制、PLC控制）；
12.單回路控制系統(tǒng)的質(zhì)量研究；
13.串級控制系統(tǒng)連接實驗；
14.液位串級PID控制實驗；
15.PLC控制系統(tǒng)；
16.單片機Labview控制系統(tǒng)；
17.PLC上下水箱液位串級控制實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件；
18.液位流量串級控制實驗——利用PC/PPI通訊電纜、MCGS組態(tài)軟件；
19.基于Labview的單回路PID控制實驗；
20.下位機軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫；
21.上位機軟件中的通信建立和界面組態(tài)
