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2024-08-21 06:37

過程控制儀表工實訓裝置實驗控制對象介紹


本實驗裝置對象主要由被控對象、檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)三大部分組成。
供水系統(tǒng)有兩路:一路由水泵1(單相水泵)、電動電動調(diào)節(jié)閥、渦輪流量計及管道和閥門組成;另一路由變頻器(三相變頻調(diào)速)、變頻器、渦輪流量計及管道和閥門組成?捎扇我馑钒褍λ涞乃榈綄嶒瀸ο笏,即2個有機玻璃水箱和模擬鍋爐。
DB-CG21過程控制儀表工實訓裝置的控制對象總體框圖如圖1-1所示。
過程控制儀表工實訓裝置的控制對象總體框圖
圖1-1  DB-CG21過程控制儀表工實訓裝置的控制對象總體框圖
一、被控對象
由不銹鋼儲水箱、2個有機玻璃水箱、1.0KW單相電加熱模擬鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和高熔點有機夾套構(gòu)成)及敷塑不銹鋼管道等組成。
水箱:包括上水箱、下水箱和儲水箱。水箱采用淡藍色優(yōu)質(zhì)有機玻璃,不但堅實耐用,而且透明度高,便于學生直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。上下水箱底部均接有擴散硅壓力傳感器與變送器,可對水箱的壓力和液位進行檢測和變送。上、下水箱可以組合成一階、二階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)串級控制系統(tǒng)。儲水箱為不銹鋼儲水體,并在兩側(cè)各與一水泵相連,為整個系統(tǒng)儲水和供水,內(nèi)有獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計和不銹鋼過濾網(wǎng),拆洗維護方便,以防雜物進入水泵和管道。
模擬鍋爐:是利用電加熱管加熱的常壓鍋爐,可利用它進行溫度實驗。
管道及閥門:整個系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成,所有的手動閥門均采用銅質(zhì)球閥,避免了管道生銹的可能性。
二、檢測裝置
壓力/液位變送器:裝置中采用了三個壓力/液位變送器,其中二個變送器分別用來對兩個水箱的液位進行檢測,也可作為各水箱的壓力檢測,其量程:0~3KP,即0~30cm一個變送器對水路2管路壓力進行檢測,其量程:0~100KP,即0~100Kpa。傳感器精度:0.5級,輸出:4~20mADC,供電:24VDC,接線方式:二線制;采用工業(yè)用的擴散硅壓力變送器,帶不銹鋼隔離膜片,同時采用信號隔離技術(shù),對傳感器溫度漂移跟隨補償。且其零點和量程調(diào)節(jié)都出廠之前已調(diào)試好。(詳細見其說明書)
溫度傳感器/變送器:裝置中采用了一個Pt100鉑熱電阻溫度傳感器,用來檢測鍋爐內(nèi)膽的水溫。經(jīng)過控制臺中的溫度變送器,可將溫度信號轉(zhuǎn)換成4~20mA直流電流信號。 溫度變送器的量程:0~+100,精度:0.5級,輸出:4~20mADC,供電:24VDC,接線方式:二線制。Pt100傳感器精度高,熱補償性較好。其接線圖如圖1-2所示:
PT100與溫度變送器接線圖
圖1-2  PT100與溫度變送器接線圖
流量傳感器/變送器:裝置中采用的是渦輪流量計,是用來對變頻器控制的動力支路及盤管出口處的流量進行檢測。其量程:0~1200L/h,精度:1.0%,輸出:4~20mADC,供電:24VDC,接線方式:二線制。
三、執(zhí)行機構(gòu)
   電動電動調(diào)節(jié)閥:本裝置采用的電動電動調(diào)節(jié)閥是由電動閥門執(zhí)行器和三通線性閥門組成。其執(zhí)行器采用智能直行程調(diào)節(jié),根據(jù)控制的信號變化,來調(diào)節(jié)執(zhí)行器的行程,從而調(diào)節(jié)三通線性閥門的開度,進而對控制回路的流量進行調(diào)節(jié);具有精度高、技術(shù)先進、體積小、重量輕、推動力大、功能強、控制單元與電動執(zhí)行機構(gòu)一體化、可靠性高、使用和校正非常方便等優(yōu)點;工作時需提供24V交流電源(此電壓由變壓器提供) ,軸桿推力:600N ,執(zhí)行器行程:20mm ,輸入信號 :0-10Vdc或2-10Vdc ;本裝置中的執(zhí)行器已被設(shè)置為輸入信號為2-10Vdc,由于從實驗控制臺輸出的信號為4~20mADC,故接到執(zhí)行器的信號線兩端加500歐的電阻。其三通線性閥門的直徑為20mm.
變頻器:裝置中采用了三菱D700系列變頻器,三相220VAC變頻輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵,控制信號輸入:4~20mADC或0~5VDC,供電:單相220VAC。(詳細見其說明書)
水泵:裝置中采用兩只水泵,都為磁力驅(qū)動循環(huán)泵,型號:MP-55R-,額定流量:30L/MIN,揚程:4米,功率:90W。
單相電加熱環(huán):裝置中采用的是兩根功率為1000W電加熱棒,用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進行加溫,加熱環(huán)的電阻值約為30Ω左右。
全隔離單相交流調(diào)壓模塊:裝置采用了全隔離單相交流調(diào)壓模塊,來實現(xiàn)溫度的連續(xù)控制(安裝在電氣控制接線底板上).它是集同步變壓器、相位檢測電路、移相觸發(fā)電路和可控硅與一體,當改變控制信號(即4~20mADC標準電流)的大小,就可以自動控制改變輸出可控硅的觸發(fā)角,從而來實現(xiàn)負載電壓從0V到電網(wǎng)全電壓的可調(diào),即實現(xiàn)單相交流調(diào)壓。其接線圖如圖1-3所示:
調(diào)壓模塊接線圖
 圖1-3 調(diào)壓模塊接線圖


一、概述:
  過程裝備與控制綜合實驗裝置是模仿現(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)的教學實驗設(shè)備,過程裝備與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:
  過程裝備與控制綜合實驗裝置可滿足“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)課程的教學實驗需求;
2、技術(shù)支持:
  我公司擁有過程控制實驗裝置的自主開發(fā)能力。結(jié)合控制領(lǐng)域的新理論、新方法,公司將源源不斷研制和創(chuàng)新實驗設(shè)備,開發(fā)各種先進控制算法,以適應高校教學實驗改革,滿足現(xiàn)代化教育發(fā)展的需要,促進向更高層次發(fā)展。
公司倡導誠信服務,竭力做好客戶服務和技術(shù)支持工作。通過直觀真實的實驗,使學生全面系統(tǒng)地了解過程控制系統(tǒng)的特性,學習掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點:
1、外形結(jié)構(gòu):
過程裝備與控制綜合實驗裝置
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,DDC控制無線網(wǎng)絡(luò)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。設(shè)備可以實現(xiàn)多臺電腦控制系統(tǒng),進行遠程網(wǎng)絡(luò)控制.
(2)、三水箱配置;雙路供水系統(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。有利直觀教學和拓寬學生工業(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,在教師指導下,學生可觀察、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;
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)、電源保護措施
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?刂品绞剑徊捎脝⑼0粹o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的可靠的保護功能
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、技術(shù)參數(shù)與要求:
1、供電電源
   單相交流電源:220VAC±10%、50Hz±5%、16A,系統(tǒng)必需接地良好。
2、實驗室應有水源和進排水口。進排水口與設(shè)備間距離一般要求小于10米
3、系統(tǒng)儀表的輸入、輸出信號符合IEC標準
  (1)變送器電流源信號:4-20mADC。
  (2)儀表采樣:1-5V(250Ω)/0.2-1V(50Ω)
4、系統(tǒng)提供直流線性穩(wěn)壓電源(朝陽電源產(chǎn)品)  24VDC/1A。
5、上位計算機組態(tài)軟件
     應用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生機,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。