一、描述:
過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備可滿(mǎn)足《自動(dòng)控制理論》、《過(guò)程控制》、《自動(dòng)化儀表》以及《傳感器檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué),除了能滿(mǎn)足本、專(zhuān)科學(xué)生不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,還能為研究生、相關(guān)專(zhuān)業(yè)老師和工程技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究,提供了實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)現(xiàn)的途徑。
二、設(shè)備特點(diǎn):
1.本設(shè)備的各種功能均綜合在一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,采用積木式結(jié)構(gòu),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造型美觀大方、便于運(yùn)輸及實(shí)驗(yàn)室的多臺(tái)布局。
2.對(duì)象小型化、適應(yīng)性強(qiáng)、綜合性強(qiáng),控制對(duì)象模型由不銹鋼和有機(jī)玻璃水箱組成,實(shí)驗(yàn)水箱在屏右邊能清楚看見(jiàn),管道流程直觀、清晰。
3.參數(shù)全面,涵蓋了液位、流量、壓力、溫度四大典型過(guò)程控制參數(shù)。
4.小型(小功率)執(zhí)行元件,它們是二個(gè)磁力驅(qū)動(dòng)泵和一個(gè)電加熱器,使整體結(jié)構(gòu)更為緊湊、小型化。
5.系統(tǒng)控制方式多樣性
主要有位式控制、連續(xù)控制、模擬PID控制、智能儀表控制、PLC控制、單片機(jī)控制、計(jì)算機(jī)控制、兩套磁力泵交流變頻調(diào)速控制和單相移相調(diào)壓控制等,并可組成不同的控制方式。
6.安全保護(hù)齊全
設(shè)有電壓型漏電保護(hù)器和電流型漏電保護(hù)器各一組;強(qiáng)電連接線及插座均采用全封閉結(jié)構(gòu),使用安全、可靠、防觸電;強(qiáng)、弱電連接及插座分開(kāi),不會(huì)混插,避免錯(cuò)接線而損壞設(shè)備。
三、系統(tǒng)組成:
本設(shè)備集多參數(shù)控制為一體,由過(guò)程控制對(duì)象、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、顯示器和計(jì)算機(jī)(用戶(hù)自配)等組成。
1.控制對(duì)象的模型由上、中、下三個(gè)水箱及一個(gè)儲(chǔ)水箱組成,上、中、下水箱由兩臺(tái)磁力泵供水。上、中兩個(gè)水箱各裝有一個(gè)擴(kuò)散硅壓力變送器來(lái)檢測(cè)壓力和液位;下水箱是一個(gè)復(fù)合式水箱,其中內(nèi)筒不銹鋼水箱中裝有500W電加熱器和PT100溫度傳感器。主管道上裝有小型渦輪流量計(jì)(定做)、小型閥門(mén)和兩臺(tái)磁力驅(qū)動(dòng)泵。水箱中的水位、壓力、水溫以及供水的流量都可以用于構(gòu)成控制系統(tǒng)的被控參量。兩臺(tái)磁力泵中的任一臺(tái)都可作為調(diào)節(jié)通道或干擾通道,模擬現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的干擾信號(hào),以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性能。
2.實(shí)驗(yàn)掛箱
本設(shè)備共提供九個(gè)實(shí)驗(yàn)掛箱,分別是傳感器輸出與顯示;單片機(jī)控制;模擬PID實(shí)驗(yàn)掛箱(配兩個(gè));位式、連續(xù)控制掛箱;面板流程圖;交流變頻器(日本三菱)掛箱(配兩個(gè)); PLC控制器(西門(mén)子S7-200)掛箱。
3.專(zhuān)用編程電纜線
4.485通訊轉(zhuǎn)換器
5.豪華型電腦臺(tái)
6.計(jì)算機(jī)(用戶(hù)自備)
7.上位機(jī)軟件
PLC編程環(huán)境軟件為它可以對(duì)S7-200的所有功能進(jìn)行編程。上位機(jī)具有二種監(jiān)控軟件:
工控組態(tài)軟件:利用PC/PPI電纜線組成PLC與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng),以及利用RS232/485轉(zhuǎn)換器組成智能調(diào)節(jié)儀與工控組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象過(guò)渡過(guò)程的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ),數(shù)據(jù)曲線的動(dòng)態(tài)顯示和監(jiān)控。工控組態(tài)軟件還可以對(duì)控制對(duì)象的圖形任意組態(tài),動(dòng)態(tài)顯示,編制控制策略,輸出實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),打印工程報(bào)表,操作菜單設(shè)計(jì)等一系列強(qiáng)大的功能。
(2)單片機(jī)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(jī)控制與計(jì)算機(jī)算法控制軟件,實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字式PID運(yùn)算控制和各種先進(jìn)的智能控制,并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集作圖。而且可使用數(shù)學(xué)軟件編制各種新型的、先進(jìn)的控制算法。另外單片機(jī)還可作為獨(dú)立的控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
四、技術(shù)參數(shù):
1.供電電源:?jiǎn)蜗嗳220V±10% 50Hz
2.整機(jī)最大功耗:<1kVA
3.整機(jī)尺寸:172cm×73cm×160cm
五、基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本操作與儀表調(diào)試
2.壓力變送器的零點(diǎn)遷移和性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
3.單容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
4.雙容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5.溫度位式控制實(shí)驗(yàn)
6.溫度連續(xù)控制實(shí)驗(yàn)
7.智能儀表控制實(shí)驗(yàn)
8.單容水箱液位PID控制實(shí)驗(yàn)
9.雙容水箱液位PID控制實(shí)驗(yàn)
10.流量定值控制實(shí)驗(yàn)
11.單容水箱壓力PID控制實(shí)驗(yàn)
12.單回路控制系統(tǒng)的質(zhì)量研究
13.串級(jí)控制系統(tǒng)連接實(shí)驗(yàn)
14.液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
15.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
16.單片機(jī)控制系統(tǒng)
17.單容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
18.雙容自衡水箱的對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
19.單容液位控制實(shí)驗(yàn)
20.雙容液位控制實(shí)驗(yàn)
21.流量定值控制實(shí)驗(yàn)
22.溫度位式控制實(shí)驗(yàn)
23.溫度連續(xù)控制實(shí)驗(yàn)
24.PLC上下水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
25.液位流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn))
26.基于MATLAB的單回路PID控制實(shí)驗(yàn)
27.基于MATLAB的串級(jí)PID控制實(shí)驗(yàn)
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